采取将变倍组、补偿组、后固定组分开进行联动的方式对传统光学补偿连续变焦中波红外光学系统进行改进,获得了超长焦距、超大视场、大变倍比、小型化的光学系统。推导了其数学模型,基于该模型采用640×512制冷型中波探测器,设计了焦距为11.56~982.6 mm、变倍比为85×的连续变焦光学系统,该光学系统的应用波段为3.6~4.9 μm,F数为5.5,冷屏效率为100%。设计结果显示,该光学系统的外形尺寸为333.5 mm×125 mm(局部直径为177.5 mm)×80 mm(局部直径为180 mm

针对制冷型中波红外640×512焦平面阵列探测器,设计了一个30×连续变焦光学系统,提出从前固定组中分离出1片透镜作为两档移动组,并与变倍组、补偿组及后固定组组合成复合连续变焦系统的设计方案。针对该模型,基于衍射光学理论设计了工作波段为3.7~4.8 μm,F数为4,可以实现12~360 mm连续变焦,光学总长仅有160 mm的制冷型中波红外连续变焦光学系统。给出了系统在6个焦距位置的像质情况,并对凸轮曲线进行优化设计。该系统具有高变倍比、结构小型化、像质优良、凸轮曲线平滑等优点,可以满足红外热