Transmittance measurement device of large-aperture infrared optical system

LI Hongyu; GUO Hanzhou; LI Junlin; TANG Yanfu; YANG Yongqiang; LI Zhongming

doi:10.37188/OPE.20233112.1752

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Transmittance measurement device of large-aperture infrared optical system

Modern Applied Optics | 更新时间：2023-07-17

- Transmittance measurement device of large-aperture infrared optical system
- Optics and Precision Engineering Vol. 31, Issue 12, Pages: 1752-1760(2023)
- 作者机构：
  
  1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春 130033
  2.中国科学院苏州生物医学工程技术研究所，江苏苏州 215163
  3.中国科学院大学，北京 100049
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.37188/OPE.20233112.1752
  CLC： TP391.4;TN219
- Received：18 January 2023，
  
  Revised：20 February 2023，
  
  Published：25 June 2023
- 稿件说明：
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李洪雨,郭汉洲,李俊霖等.大口径红外光学系统透过率测量装置[J].光学精密工程,2023,31(12):1752-1760.

LI Hongyu,GUO Hanzhou,LI Junlin,et al.Transmittance measurement device of large-aperture infrared optical system[J].Optics and Precision Engineering,2023,31(12):1752-1760.
李洪雨,郭汉洲,李俊霖等.大口径红外光学系统透过率测量装置[J].光学精密工程,2023,31(12):1752-1760. DOI： 10.37188/OPE.20233112.1752.

LI Hongyu,GUO Hanzhou,LI Junlin,et al.Transmittance measurement device of large-aperture infrared optical system[J].Optics and Precision Engineering,2023,31(12):1752-1760. DOI： 10.37188/OPE.20233112.1752.

摘要

针对大口径红外光学系统的整机透过率测量难题，提出了基于图像灰度的单通道红外透过率测量方法，搭建了大口径红外光学系统整机透过率测量装置。首先，将黑体和靶标按照指定位置关系放置于待测红外光学系统的焦平面处，将红外热像仪放置于待测红外光学系统的入光口，采集被测系统的辐射图像；接着，将黑体放置于红外热像仪前，采集黑体辐射图像；最后，分别计算被测系统辐射图像均值和黑体辐射图像均值，二者比值即为被测系统的透过率。以某型大口径红外光学系统作为被测系统，开展了红外透过率测量实验。实验结果标明：本文方法测量值与设计值的绝对误差为0.85%，对测量结果不确定度进行分析，测量精度约为1.04%，测量方法可行。此方法测量过程简单，为大口径红外光学系统的整机性能评估提供了有效手段。

Abstract

To solve the transmittance measurement problem of large-aperture infrared optical systems in complete machines， a single-channel infrared transmittance measurement method based on grayscale images is proposed， and a transmittance measurement device is established. First， a blackbody and a target are placed at the focal plane of the infrared optical system under measurement according to the specified position relationship， and an infrared thermal imager is placed at the entrance port of the infrared optical system to capture the radiation image. Then， the infrared thermal imager is placed in front of the blackbody to capture the radiation image of the blackbody. Finally， the mean value of the radiation image and the mean value of the blackbody radiation image are calculated； the ratio of the two values is the transmittance of the measured system. Upon measuring the infrared transmittance of a large-aperture infrared optical system by using the proposed method， the results indicate that the method can accurately measure the transmittance of large-aperture infrared optical systems. The absolute error between the measured value and the design value is 0.85%. Analyzing the uncertainty of the test results reveals that the transmittance measurement accuracy of the proposed method is approximately 1.04%. This method entails a simple measurement process and is effective for evaluating the transmittance of large-aperture infrared optical systems in complete machines.

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Keywords

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