第34卷，第12期 2014年12月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 34 ,No. 12 -pp3419-3423
December: 2014
国外红外光谱连续变焦成像系统的研究进展
白瑜1.2.3，邢廷文，蒋亚东 1.中国科学院光电技术研究所，四川成都610209 2.电子科技大学光电信息学院，四川成都610054 3.中国科学院大学，北京100049
摘要相比红外光谱定焦成像系统和红外光谱两档成像系统而言，红外光谱连续变焦成像系统具有连续变化的视场，可对自标进行连续成像，是未来红外光谱成像技术的发展方向。为广提高红外光谱连续变焦成像系统的探测性能、实现低成本、良好的消热差性能，近年来国外开发了一些新技术。概述了国外红外材料、红外探测器、冷光阑等方面的新技术，及这些新技术在红外光谱变焦成像系统中的具体应用，列举了使用新型红外材料实现消热差的红外目标探测连续变焦系统，中波红外、长波红外光谱双波段连续变焦系统，高变焦比红外光谱连续变焦系统，应用可变冷光测技术的红外光谱连续变焦系统设计实例，作为国内红外光谱变焦成像系统发展的借鉴。
关键词红外光谱；变焦镜头；探测器；双波段；双F数
中图分类号：0439
文献标识码：A
引言
DOI ; 10. 3964/j. issn. 1000-0593 (2014 )12-3419-05
1新型红外光学材料及其在红外光谱连续变
焦系统中的应用
红外光谱成像系统以其自身的诸多优势，如被动工作模
式、抗干扰性强、图像直观、易于观察、全天候探测性能好，同时红外光谱成像系统可穿透浓烟、雾霾、飞雪、风沙等恶务环境的限制，其探测识别自标的能力比可见光光谱成像系统强很多，因此被广泛应用于各类光电观瞄设备系统中。
红外光谱定焦系统仅具有某一单一固定的视场，探测目标性能大大受限，红外光谱两档系统具有宽视场、窄视场两个视场，通过切换宽视场、窄视场实现搜索和观察自标，但该类系统在切换视场时会跟丢目标。红外光谱连续变焦系统具有连续可变的视场，可以对自标进行连续的搜索和跟踪，它兼顾了系统对目标的捕获和跟踪。
随着红外技术的不断发展进步，以及光学加工、机械加工、镀膜技术等工艺水平的新突破，红外光谱变焦系统的结构特征和设计方法也有了很大的改进。本文介绍了国外红外光谱变焦成像系统近年来的最新研究进展，包括新型红外光学材料及其在红外连续变焦系统中的应用，双色红外探测器及其在中波红外、长波红外双波段连续变焦系统中的应用，高变焦比红外连续变焦系统，可变冷光阑新技术及其在红外连续变焦系统中的应用。
收稿日期：2013-11-27，修订日期：2014-03-08
基金项目：国家自然科学基金项目(10874181)资助
硫系玻璃是一类以硫族元素S，Se和Te为主，Ge，Si， As，Sb等一定量的其他类金属元素为辅的一种新型红外光学材料，和传统价格昂责的红外光学材料相比，硫系玻璃中锗含量少，因此硫系玻璃的价格更低，更适用于批量化、低成本红外光谱成像系统的应用1-4
硫系玻璃AMTIR的折射率温度系数为7.7X10-5/℃，而传统红外玻璃锗的折射率温度系数为3.96×10-*/℃，硫系玻璃具有更小的折射率温度系数，所以硫系玻璃引起的热离焦量更小，新型硫系玻璃可作为优良的消热差红外光学材料应用于红外消热差光谱成像系统中。
在长波红外光谱谱段，硒化锌的使用成本太高，而硫化锌在该光谱谱段的透过率较低，基于硫系玻璃的色散性能和硒化锌在长波红外光谱谱段很相近，因此利用新型硫系玻璃代替价格昂贵的硒化锌可用作长波红外光谱谱段消色差的新材料。
此外，与传统的租磨-精磨-抛光光学元件加工生产工艺相比，模压成型加工生产工艺具有成本低、快速、高效等优点，具有很好的批量化、产业化应用前景，相比传统红外光
作者简介：白瑜，1982年生，中国科学院光电技术研究所与电子科技大学联合培养博士研究生
e-mail ; baiyu91258@ 163 .com