1、光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，紅外輻射能是光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)師的關(guān)注點(diǎn)，也是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵因素。

　　2、目前關(guān)于減少紅外線光能損失的想法主要有兩個(gè)方面。

　　首先，紅外光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要利用感光面陣列接收外部的紅外輻射能量，然后讀取電路，將電路中的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，在信號(hào)轉(zhuǎn)換過程中可能會(huì)出現(xiàn)大量能量損失，因此要盡量簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高能量轉(zhuǎn)化率。光學(xué)系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成通過整個(gè)系統(tǒng)的光學(xué)透鏡時(shí)，紅外輻射能量被晶體物質(zhì)吸收，從而降低整體紅外透射率。目前有效的解決辦法是在鏡子表面鍍上一點(diǎn)透膜，提高紅外光的透光率。

　　3、為了較大限度地從目標(biāo)接收紅外線，需要在鏡頭大小和加工精度的范圍內(nèi)，適當(dāng)擴(kuò)大光學(xué)系統(tǒng)的接收口徑和紅外探測(cè)器感光面的大小，以提高系統(tǒng)靈敏度。

　　4、設(shè)計(jì)中應(yīng)要點(diǎn)考慮系統(tǒng)各部分之間的匹配問題，如光學(xué)系統(tǒng)與探測(cè)器之間的匹配、探測(cè)器與讀出電路之間的匹配等。光學(xué)系統(tǒng)和探測(cè)器之間要考慮系統(tǒng)空間分辨率、孔徑大小等條件。在這里，冷探測(cè)器還需要分析冷盲腸的設(shè)計(jì)位置，以達(dá)到冷盲腸100%的效率。此外，制冷型探測(cè)器在使用制冷器降低溫度的同時(shí)，還需要引入大量外部噪聲，因此紅外光學(xué)系統(tǒng)應(yīng)盡可能提高控制噪聲的能力，提高系統(tǒng)的信噪比。

　　5、設(shè)計(jì)全系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)充分利用整個(gè)感光面的面積，光斑均勻成像在感光面上，提高系統(tǒng)在各方面的利用率。

　　6、紅外光學(xué)成像的熱差異是影響系統(tǒng)成像的關(guān)鍵因素，在設(shè)計(jì)中應(yīng)要點(diǎn)考慮。其中，探測(cè)器工作溫度的變化，透射型結(jié)構(gòu)的鏡面晶體材料折射率和形狀發(fā)生了很大變化，導(dǎo)致系統(tǒng)更好的成像圖像在表面發(fā)生了嚴(yán)重的移動(dòng)。因此，需要消除熱量差異對(duì)系統(tǒng)成像的影響，以確保系統(tǒng)在指定的溫度范圍內(nèi)正常工作。

　　光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要好的輔助工具。在眾多光學(xué)軟件中，Zemax是一套非常受關(guān)注的光學(xué)設(shè)計(jì)軟件。集成了光學(xué)系統(tǒng)的概念、設(shè)計(jì)、優(yōu)化、分析、公差分析和文件整理功能。

　　質(zhì)量評(píng)價(jià)

　　光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量與像差的大小有關(guān)，光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是校正光學(xué)系統(tǒng)的像差。但是沒有任何光學(xué)系統(tǒng)是不可能的，也沒有必要把所有的像差校正為零。一定存在剩余像差，剩余像差大小不同，成像質(zhì)量也不同。

　　因此，光學(xué)設(shè)計(jì)師要知道各種光學(xué)系統(tǒng)剩余像差的允許值和像差公差，才能根據(jù)剩余像差的大小判斷光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量。評(píng)價(jià)光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的方法有很多。讓我簡(jiǎn)單介紹一下質(zhì)量評(píng)價(jià)等方法。

　　1.瑞利判斷

　　實(shí)際波前和理想波前之間的較大波差不超過1/4波長(zhǎng)。這是一種應(yīng)用于小型像差系統(tǒng)(如望遠(yuǎn)鏡、顯微物鏡等)的比較嚴(yán)格的圖像評(píng)估方法。

　　2.分辨率

　　分辨率是光學(xué)系統(tǒng)辨別物體細(xì)節(jié)的能力的反映。當(dāng)一個(gè)點(diǎn)的衍射圖的中線與另一個(gè)點(diǎn)的衍射圖的一個(gè)暗環(huán)重合時(shí)，正好是兩點(diǎn)剛剛可以分開的邊界。

　　3.點(diǎn)圖表

　　一個(gè)點(diǎn)發(fā)出的很多光線通過光學(xué)系統(tǒng)后，由于像差，與面的交點(diǎn)不集中在同一個(gè)點(diǎn)上，形成了分布在一定范圍內(nèi)的漫反射圖，這稱為點(diǎn)列圖。通常，使用集中了30%以上的點(diǎn)或光線的圓形區(qū)域作為實(shí)際有效的分散點(diǎn)，直徑的倒數(shù)是系統(tǒng)可以區(qū)分的條形數(shù)。通常用于評(píng)估大型像差系統(tǒng)。