紧的高变焦比的中波长红外变焦镜头设计基于粒子集群优化
Zhenhao Liu1,2,3,4, Jipeng Zhang1,2,3,4, Yuqi Huang1,2,3,4
1Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|January 25, 2025
概括
本研究介绍了一种使用粒子群优化 (PSO) 设计紧型中波红外 (MWIR) 变焦镜头的自动化方法. 该方法有效地确定了满足复杂光学性能要求的初始镜头结构.
科学领域:
- 光学工程是指光学工程.
- 红外光学 红外光学 红外光学
- 计算光学是指计算机光学.
背景情况:
- 设计紧的,高变焦比的中波红外 (MWIR) 变焦镜头带来了重大挑战.
- 确定初始透镜结构的传统方法可能是耗时和复杂的.
研究的目的:
- 开发一种自动化方法来解决紧的,高变焦率的MWIR变焦镜头的初始结构.
- 将物理约束和关键设计参数集成到优化算法中.
主要方法:
- 在偏向条件下使用差分分析研究焦距变化.
- 建立了三个可移动镜头组的焦点功率分布和相对运动模型.
- 在MATLAB程序中应用粒子群优化 (PSO) 算法来解决初始结构,考虑总长度和变焦比等约束.
主要成果:
- 拟议的自动化方法有效且准确地确定了紧型MWIR变焦镜头的初始结构.
- 成功设计了一种50倍MWIR变焦镜头,总长度低于530毫米,焦距总长度比大约为2:1.
- 对复杂的变焦镜头设计要求验证了该方法的有效性和实用性.
结论:
- 基于PSO的自动化方法为要求高的MWIR变焦镜头的初始结构设计提供了有效的解决方案.
- 这种方法有助于创建紧,高性能红外光学系统.
- 该方法整合了物理约束,确保了实用和高效的镜头设计结果.
