红外变焦系统的应用范围非常广泛,成为当前红外技术的一个热门课题。红外变焦系统的出现是建立在可见光变焦系统的发展基础上。本文在总结了可见光各种变焦形式和设计方法的基础上,提出了红外变焦系统的设计方法,并理论推导了快速变焦系统的实现过程,得出快速变焦的必要条件。 红外光线由于自身的特性,系统设计时还要考虑环境的影响,从而指导光学系统设计。环境的影响主要体现在大气衰减和热漂移现象两方面。红外光线经大气传输时能量衰减很严重,文中分析了大气传输特性,在研究了目标辐射特性基础上计算了红外系统的作用距离、确定了光学系统参数。热漂移现象造成系统的像质下降,文中提出了曲线拟合法和半导体制冷法来消除热效应,并推导了使用温度范围。 用机械补偿法、光学补偿法各设计了长波、中波变焦系统,研究了变焦系统像差动态平衡,给出了设计结果。从设计结果看,像面稳定、像质良好、凸轮曲线平滑。在环境温度变化时用曲线拟合法对机械补偿变焦物镜进行无热设计,从结果看传递函数没有出现明显下降,验证了方法的正确性。