基于紅外掃描圖像系統(tǒng)理論，設計了一款采用大面陣1 280×1 024 pixel@12 μm/F2中波制冷傳感器的連續(xù)變焦面陣掃描紅外光學系統(tǒng)。按照設計指標要求，對光學系統(tǒng)參數進行分析后，確定采用像方掃描方式補償掃描平臺運動產生的積分時間內的物面移動，解決面陣探測器掃描時的熱成像拖尾現象，望遠系統(tǒng)采用二次成像、負組元變倍、正組元補償的結構形式實現連續(xù)變焦，即光學系統(tǒng)結構確定為三次成像的型式。在設計程序中對凸輪曲線、掃描光學系統(tǒng)的熱冷反射做出分析調整。光學模擬結果顯示：系統(tǒng)在掃描振鏡往返情況下，全視場的MTF值在頻率42 lp/mm處均大于0.3，并且凸輪曲線在整個變焦過程中平滑，沒有出現拐點，最大壓力角小于50°。最后，對系統(tǒng)開展了成像實驗測試，實驗結果表明：該控制系統(tǒng)能夠在60 mm～600 mm區(qū)域連續(xù)變焦，在變焦過程中成像周圍景色清晰可見，完全沒有冷反射情況發(fā)生，同時系統(tǒng)在旋轉掃描過程中成像均清晰穩(wěn)定，沒有拖尾現象。該系統(tǒng)可用于連續(xù)變焦搜索跟蹤一體的紅外系統(tǒng)中。
