红外光学系统是指接收或发射红外光波的光学系统。作为光学系统的一个类别，红外光学系统在光能的传递、成像和接收等光学概念上并没有本质的区别。但由于工作在红外波段，一般以光电探测器件作为光能的接收元件，因此与一般光学系统相比，也有其自身的一些特点。对红外光学系统可以有不同的分类方式：按其工作原理来分，可分为主动式和被动式两类，前者以自带的红外光源照明目标，系统接收目标反射的红外光，后者则直接探测目标的红外辐射。按其工作方式来分，可分为扫描系统和凝视系统。
红外光学系统（一）
红外光学系统是指接收或发射红外光波的光学系统。作为光学系统的一个类别，红外光学系统在光能的传递、成像和接收等光学概念上并没有本质的区别。但由于工作在红外波段，一般以光电探测器件作为光能的接收元件，因此与一般光学系统相比，也有其自身的一些特点。
任何高于绝对零度的物体都会发出红外辐射，在环境温度下，绝大部分红外辐射发生于3u以上的光谱区域。然而并不是所有波段的红外辐射都具有很好的大气透过率。研究表明，红外光在大气中透过率比较高的波段有：近红外区城(低于2.4u 的一些波段）、中波红外(波长约为3～5u）、长波红外(波长约为 8~14u）。通常人们将这种在大气中衰减较小的波段称为大气窗口。对于近红外区域，由于绝大多数光学玻璃可以透过远至2.5u的红外光，因此在光学系统设计上所考虑的问题与可见光光学系统相比并无实质性的差异。而后两个区域是绝大多数热能存在的区域，也是大多数红外光学系统的工作波段，此时光学设计将与可见光系统有很大的差异。
对红外光学系统可以有不同的分类方式：按其工作原理来分，可分为主动式和被动式两类，前者以自带的红外光源照明目标，系统接收目标反射的红外光，后者则直接探测目标的红外辐射。按其工作方式来分，可分为扫描系统和凝视系统。
下图是一种主动红外夜视系统，
它由红外光源和红外成像系统组成。红外光源发射近红外，起照明目标的作用，红外成像系统的作用是接收目标反射的红外光，得到目标的像，并将其转换为人眼可以观察的像。红外成像系统主要由红外物镜、红外变像管和目镜组成。由目标反射的红外光通过物镜会聚于变像管前端的光电阴极上，光电阴极接受光照后会激发出光电子。光电子的多少随入射光的强弱而不同，从而使光学图像转换为电子图像。光电子在高压电场的作用下，在变像管的真空腔中被加速，最后移动到其后端，并轰击荧光屏，再激发出光子，即可实现电光转换。于是，荧光屏上的目标图像可以通过目镜被人眼所观察。可见，在这种光学系统中，应当使光电阴极对不同的视场接受的光照比较均匀，所以成像物镜应尽量设计成像方远心光学系统。对于目镜来说，荧光屏可以看成是自身发光的图像，孔径光阑只要与眼瞳匹配即可。
被动式红外系统本身不带有红外光源，而是直接探测目标发出的红外辐射。凡是绝对零度以上的物体都会发出红外线，但由于不同的物体之间、物体的不同部位、以及物体与环境之间温度不同，发射的红外线的波长和强度也就各不相同。温度较低的物体发出的红外线主要分布于远红外区，而温度较高的热源如发动机等发出的红外辐射波长在中红外区，辐射强度也相当高。利用这些辐射特性的差别，并通过对红外光进行光电、电光转换，可以得到人眼可视的图像。因此，这种图像反映的是目标的辐射温度分布。
相关文献：
《几何光学 像差 光学设计》（第三版）——李晓彤 岑兆丰
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