Исследование и разработка атермализованных оптических систем тепловизионных приборов с матричным приемником излучения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.16, кандидат наук Шилин, Аркадий Александрович

• Шилин, Аркадий Александрович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Шилин, Аркадий Александрович

Оглавление

Введение

Глава 1. Задача атермализации тепловизионного прибора

1.1 Тепловизионный прибор

1.2 Влияние температуры на тепловизионный прибор

1.3 Способы атермализации оптической системы тепловизионного прибора

1.4 Задача пассивной атермализации и известные методы ее решения

1.5 Обзор дополнительных источников публикаций

1.6 Выводы по Главе 1

Глава 2. Синтез оптической системы тепловизионного прибора

2.1 Принцип таутохронности как критерий оценки оптической системы

2.2 Свойства оптических материалов для ИК-диапазона длин волн

2.3 Матричные приемники излучения ИК-диапазона длин волн

2.4 Исходные данные для расчета оптической системы

2.5 Выводы по Главе 2

Глава 3. Пассивная атермализация оптической системы тепловизионного прибора

3.1 Влияние составляющих термооптической постоянной на ход лучей в линзе

3.2 Методика расчета пассивно атермализованного тепловизионного прибора

3.3 Оценка параметров тепловизионных приборов

3.4 Выводы по Главе 3

Глава 4. Экспериментальные данные исследований

4.1 Примеры построения пассивно атермализованных оптических систем тепловизионного прибора

4.2 Выводы по Главе 4

Заключение

Список использованной литературы

Приложения

Графическое представление метода выбора материалов для диапазона

3-5 мкм

Графическое представление метода выбора материалов для диапазона 8-14 мкм

Акт о внедрении результатов диссертационной работы в производство

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка атермализованных оптических систем тепловизионных приборов с матричным приемником излучения»

Введение.

Актуальность темы. Тепловидение - это направление в технических измерениях, изучающее физические основы, методы и приборы, обеспечивающие возможность наблюдения объектов с различной радиационной температурой поверхности. Приборы, которые позволяют фиксировать распределение радиационной температуры объектов, называют тепловизионными приборами (тепловизорами). Современные тепловизоры способны решать множество задач военного и гражданского назначения: видеонаблюдение и рекогносцировка подразделений противника, целеуказание для высокоточного оружия, мониторинг и охрана особо важных объектов, выявление скрытых бункеров и скрытых очагов пожаров, проверка состояния электрооборудования, контроль технологических линий, поиск и оценка теплопотерь в конструкциях сооружений, обнаружение утечек из газопроводов и пр.

Постоянно расширяющийся круг задач, для решения которых привлекаются тепловизионные средства визуализации, а также успехи полупроводниковой технологии создания приемников излучения стимулировали в последнее десятилетие появление большого количества несканирующих тепловизионных приборов, т.е. тепловизоров с матричным приемником излучения, расположенным в фокальной плоскости оптической системы прибора. Многообразие существующих тепловизионных систем способствовало выпуску большого количества публикаций, посвященных вопросам создания схем построения, конструкций и изучения параметров тепловизионных систем, среди которых, как наиболее фундаментальные и значимые можно выделить работы [16,49, 50, 73].

Исследовательскими работами и вопросами в области модернизации тепловизионных приборов в настоящее время занимается ряд ведущих университетов России, таких как: Московский Государственный Университет Геодезии и Картографии (ФГБОУ ВПО МИИГАиК); Санкт-Петербургский Университет Информационных Технологий, Механики и Оптики (НИУ ИТМО);

Новосибирский Национальный Исследовательский Государственный Университет (НИУ НГУ), Казанский (Приволжский) федеральный университет (ФГАОУ ВПО КФУ). Среди отраслевых институтов России, которые помимо разработки теории имеют обширный опыт создания тепловизионных систем, стоит отметить научно-производственное объединение «Государственный институт прикладной оптики» (ОАО «НПО ГИПО») и центральный научно-исследовательский институт «ЦИКЛОН» (ОАО «ЦНИИ Циклон»), внесших значительный вклад в развитие отрасли тепловидения.

Для решения широкого спектра задач к современным несканирующим тепловизионным приборам предъявляются высокие требования по разрешающей способности, чувствительности и надежности функционирования в различных условиях окружающей среды. Среда распространения излучения может существенно влиять на оптический сигнал, ослабляя поток излучения и снижая контраст изображения. Чаще всего такой средой является земная атмосфера, которая содержит не только поглощающие и рассеивающие излучение атмосферные газы (азот, кислород, водяные пары, углекислый газ, озон, угарный газ, окислы азота и т.д.), но и аэрозольные частицы природного или промышленного происхождения. Состав атмосферы и ее оптические характеристики непостоянны и зависят от различных факторов, например таких, как давление, влажность, температура, которые оказывают влияние не только на оптический сигнал, проходящий через атмосферу, но и на сам тепловизионный прибор. При этом воздействие изменения температуры на оптическую систему тепловизионного прибора может привести к значительному искажению хода лучей в системе.

При повышении температуры изменяются как показатель преломления оптических сред, так и линейные размеры оптических элементов. В результате перечисленных изменений меняется фокусное расстояние и ход лучей в оптическом приборе, что приводит к увеличению аберрационного кружка рассеяния и смещению плоскости наилучшего изображения оптической системы относительно чувствительной поверхности приемника излучения. Это приводит к

ухудшению качества изображения - одного из важнейших параметров для всех видов информационно-измерительных систем, которые строят изображение объекта наблюдения. В тепловизионных приборах, где средняя величина яркости картины (т.е. фон) подавляется таким образом, чтобы на изображении были видны только изменения яркости относительно среднего уровня, это особенно критично, т.к. приводит к неверному определению и средней величины яркости и ее изменения относительно среднего уровня.

Учитывая, что современные тепловизионные приборы часто работают в широком диапазоне температур окружающей среды, который может достигать ±50 °С и более, компенсация термических аберраций (атермализации) является одной из основных задач, решаемых при разработке оптических систем тепловизионных приборов.

Таким образом, тепловизионные приборы, строящие изображение при помощи матричного приемника излучения, являются объектом исследования.

Предметом исследования являются методы компенсации влияния температурных и аберрационных искажений изображения в тепловизионных приборах.

Цель работы - повышение качества изображения, получаемого с тепловизионного прибора, при изменении температуры за счет минимизации влияния термических аберрационных искажений, т.е. решение задачи атермализации. Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решены следующие задачи:

- произведён анализ существующих подходов к решению задачи атермализации и методов расчета смещения фокальной плоскости под воздействием температуры;

- проведен анализ свойств оптических материалов, применяемых для проектирования тепловизионных приборов;

- проведен анализ характеристик современных матричных приемников излучения;

- разработана методика расчета атермализованной многокомпонентной оптической системы тепловизионного прибора.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Предложен критерий оценки влияния термических аберраций на оптическую систему тепловизионного прибора, основанный на применении принципа таутохронности, обоснована целесообразность его использования.

2. Предложен метод выбора материалов оптических элементов для пассивной атермализации многокомпонентной оптической системы тепловизионного прибора.

3. Определены схемы построения оптических систем, при использовании которых возможно создание пассивно атермализованной оптической системы тепловизионного прибора.

Практическая ценность заключается в следующем:

1. Предложена методика расчета тепловизионного тракта, которая позволяет сократить время на проектирование многокомпонентной атермализованной оптической системы тепловизионного прибора.

2. Предложена методика выполнения сравнительной оценки тепловизионных приборов по геометрическому и энергетическому разрешению, которая требует минимум параметров для расчета и дает результаты, приближенные к реальным значениям.

3. Предложены базовые оптические схемы пассивно атермализованных оптических систем тепловизионных приборов с возможностью оптимизации параметров под заданные техническим задание значения.

Положения, выносимые на защиту.

1. Критерий оценки влияния термических аберраций на оптическую систему тепловизионного прибора, основанный на применении принципа таутохронности. В качестве оценки выполнения принципа таутохронности предложено контролировать изменение оптической разности хода лучей при изменении температуры.

2. Метод выбора материалов оптических элементов для пассивной атермализации многокомпонентной оптической системы тепловизионного прибора, который основан на применении компонента из материала с отрицательным температурным коэффициентом изменения показателя преломления в комбинации с компонентами из материалов с малым показателем дисперсии и с большим значением показателя преломления.

3. Схемы построения оптических систем для создания многокомпонентных пассивно атермализованных тепловизионных систем, в которых минимизировано влияние аберраций на ход лучей, что позволяет получить высокое качество изображения.

Методологической и теоретической основой работы послужили методы математической статистики и математического моделирования с применением ЭВМ, физического моделирования в лабораторных условиях, теория проектирования оптико-электронных систем, теория оптических систем, теория аберраций и дифракционного формирования оптического изображения, теория вероятностей.

Достоверность теоретических положений подтверждена результатами расчетов в программе оптического моделирования.

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы при проектировании изделий ОАО «КБП», что отражено в акте внедрения результатов диссертационной работы.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на следующих конференциях и семинарах:

- XI Всероссийская научно-техническая конференция «Техника XXI века глазами молодых ученых и инженеров» ТулГУ. - Тула, 2012г.

- Региональный конкурс «Тульские мастера» ТулГУ. - Тула, 2012г.

- Региональный форум «Инженеры будущего» СоюзМаш России. - г. Уфа, 2013г.

Публикации результатов. Содержание результатов диссертационной работы отражено в 6 печатных работах, в том числе 3 в периодическом издании, рекомендованном ВАК, и патенте на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 109 страницах машинописного текста включающих в себя 46 рисунков, 21 таблицу и приложения на 3 листах, а также список использованной литературы из 99 наименований.

Глава 1. Задача атермалнзации тепловнзнонного прибора

1.1 Тепловнзионный прибор

Тепловизионный прибор является частным случаем оптико-электронного прибора (ОЭП), поэтому для начала рассмотрим принцип действия и структурную схему именно ОЭП. Оптико-электронными приборами называют устройства, в которых информация об исследуемом объекте переносится оптическим излучением, а ее обработка сопровождается преобразованием оптического сигнала в электрический сигнал.

Обобщенная структурная схема информационно-измерительной системы, составной частью которой является оптико-электронный прибор, приведена на Рисунке 1.1.1 [32].

Рисунок 1.1.1 Структурная схема информационно-измерительной системы

Источник излучения, естественный или искусственный, создает поток излучения, являющийся носителем полезной информации. Источником излучения может быть и сам объект исследования. Искусственный источник излучения может содержать передающую оптическую систему, направляющую поток излучения на объект исследования или в приемную оптическую систему.

Наряду с полезным источником излучения в поле зрения оптико-электронного прибора часто находятся источники оптических помех, как естественного происхождения (например, солнце или подстилающая местность), так и преднамеренно создаваемые (например, ложные тепловые цели).

Среда распространения излучения может существенно влиять на оптический сигнал, ослабляя поток излучения и снижая контраст изображения.

Чаще всего такой средой является земная атмосфера, которая содержит не только поглощающие и рассеивающие излучение атмосферные газы (азот, кислород, водяные пары, углекислый газ, озон, угарный газ, окислы азота и т.д.), но и аэрозольные частицы природного или промышленного происхождения. Состав атмосферы и ее оптические характеристики непостоянны и зависят от температуры, давления, влажности, времени года, географического расположения, удаленности от городов и крупных промышленных объектов. Нередки случаи, когда прозрачность атмосферы преднамеренно ухудшают с помощью маскировочных дымовых помех.

Приемная оптическая система собирает поток излучения от объекта исследования и направляет его на приемник излучения. Приемная система выполняет следующие, неразрывно связанные между собой, задачи:

- сбор достаточного для работы прибора количества энергии излучения от объекта наблюдения;

- формирование изображения пространства предметов необходимого качества;

- спектральная селекция полезного сигнала на фоне оптических помех.

Приемник излучения преобразует оптический сигнал в электрический

сигнал. Различают два основных класса приемников излучения: фотоэлектрические и тепловые. В основе действия фотоэлектрических приемников лежит внешний (фотоэлектронные умножители) или внутренний (фотодиоды, фоторезисторы) фотоэффект. В тепловых приемниках излучения энергия излучения сначала преобразуется в тепловую энергию, а затем - в энергию электрического сигнала. К тепловым приемникам относят болометры (в зависимости от температуры чувствительного элемента изменяется его электрическое сопротивление), пироэлектрические приемники (в зависимости от скорости изменения температуры чувствительного элемента изменяется его диэлектрическая проницаемость).

В электронном тракте происходит усиление электрического сигнала, его фильтрация с целью обеспечения оптимального соотношения «сигнал/шум» и

необходимая обработка для получения требуемого объема информации об объекте.

Выходной блок формирует сигнал в удобном для пользователя виде. В качестве выходного блока могут, например, применяться видеомонитор, с помощью которого оператор наблюдает за объектом, телевизионный автомат селекции и сопровождения цели или блок выработки команд, формирующий управляющие сигналы на рулевые приводы летательного аппарата.

Структура оптико-электронного прибора может меняться в зависимости от его назначения и метода работы. Различают три основных метода работы оптико-электронных приборов:

- активный метод (объект наблюдения облучается с помощью искусственного источника излучения, параметрами которого управляет оператор или система, проводящие наблюдение);

- полуактивный метод (объект наблюдения облучается с помощью искусственного источника излучения, управлять параметрами которого оператор или система, проводящие наблюдение, не могут);

- пассивный метод (используется собственное излучение объекта или излучение естественных источников, рассеянное от объекта).

По сравнению с визуальными оптическими приборами оптическая система (ОС) оптико-электронного прибора имеет следующие особенности:

- наличие в ее составе электронного приемника излучения, входящего одновременно и в состав электронного тракта;

- чаще всего, более широкий, чем у визуальных оптических систем, спектральный рабочий диапазон, что приводит к большему влиянию аберраций и трудностям их коррекции, к проблемам выбора оптических материалов, работающих в широком спектральном диапазоне;

- работа без непосредственного доступа оператора, что требует большей простоты и надежности конструкции;

- возникновение в ряде случаев ложных сигналов и помех в самой оптической системе (например, мощный излучающий фон в инфракрасной

области спектра из-за нагрева внешней оптической поверхности при движении с большой скоростью в атмосфере).

Важнейшей частью как приемной, так и передающей оптической системы любого оптико-электронного прибора является объектив. В приемной системе объектив служит для сбора энергии излучения и образования изображения наблюдаемого объекта на фоточувствительном слое приемника излучения. Требования к качеству этого изображения, а, следовательно, и к объективу определяются задачами, стоящими перед прибором, его конструктивными особенностями и условиями работы. Структура оптической системы зависит от конструктивного исполнения, определяемого исходя из требований технического задания на изделие. В настоящее время наиболее применимы линзовые и

зеркально-линзовые системы [5, 44, 64]. Их недостатки и преимущества указаны в Таблице 1.1.1 .

__Таблица 1.1.1 Преимущества и недостатки оптических систем.

Тип системы Преимущества Недостатки

Линзовая возможность хорошей аберрационной коррекции, обеспечение больших углов поля зрения, технологическая простота конструкции (проще сборка и юстировка) большое селективное поглощение в ряде участков оптического спектра, большие хроматические аберрации по сравнению с зеркально-линзовыми, большие продольные габариты и вес

Зеркально-линзовая возможность хорошей аберрационной коррекции, отсутствие хроматизма формируемого изображения, небольшие продольные габариты, оптимальность конструкции в составе гирокоординатора технологическая сложность изготовления, введение жестких мер по борьбе со светорассеянием, большие поперечные габариты, экранирование части входного зрачка контр зеркалом

При одинаковых значениях относительного отверстия зеркально-линзовой системы и линзовой, первая обеспечит выигрыш в количестве собираемой энергии, если соблюдается неравенство:

т0зл(А,)-(в2-а2) > хол(кув2, (1.1.1)

где Тозл(^) и Тол(^) - коэффициенты пропускания зеркально-линзового и линзового объектива, соответственно, Б - диаметр входного зрачка объектива, с! - диаметр экранированной зоны входного зрачка.

Оптико-электронные приборы, которые работают в инфракрасном (ИК) спектральном диапазоне длин волн и преобразовывают энергию теплового излучения целей в электрические сигналы, называются тепловизионными приборами (ТПВП). Различают наблюдательные и измерительные ТПВП. Тепловизионный наблюдательный прибор - оптико-электронный прибор, предназначенный для бесконтактного (дистанционного) наблюдения, измерения и регистрации пространственного/пространственно-временного распределения радиационной температуры объектов, находящихся в поле зрения прибора. Тепловизионный измерительный прибор, кроме перечисленного, формирует временную последовательность изображений и определяет температуры поверхности объекта по известным коэффициентам излучения и параметрам съемки (температура окружающей среды, пропускание атмосферы, дистанция наблюдения и т.п.).

Дальность действия ТПВП увеличивается при увеличении теплового контраста цели, который определяется разностью энергии излучения цели и окружающего фона. Дальность действия также зависит от температуры и площади излучающей поверхности цели и фона, чувствительности приемного устройства и метеорологической дальности видимости (МДВ), и колеблется от нескольких километров до десятков километров. К достоинствам тепловизионных приборов можно отнести возможность их применения в любое время суток. Недостатком является малая информативность изображения из-за невысокой

разрешающей способности тепловизионных систем, по сравнению с телевизионными [58, 61, 91].

Условно ИК-диапазон можно разделить на три рабочих области, совпадающих с окнами прозрачности атмосферы [70]:

- ближний инфракрасный диапазон длин волн (1-2 мкм);

- средний инфракрасный диапазон длин волн (3-5 мкм);

- дальний инфракрасный диапазон длин волн (8-14 мкм).

В дальнем ИК-диапазоне обеспечивается наилучшая температурная чувствительность оптической системы, когда температура объектов близка к нормальным условиям (300 К). Кроме того, в этом диапазоне минимально рассеяние излучения в тумане, пыли и при искусственных помехах, слабее влияние помех от естественных и искусственных высокотемпературных источников излучения. Работа в спектральном диапазоне длин волн 8-12 мкм, однако, требует дополнительных усилий при конструировании оптической системы, вследствие ограниченного выбора оптических материалов и большего влияния дифракции.

Работа в среднем ИК-диапазоне, обеспечивает наилучший контраст нагретых поверхностей на тепловизионном изображении. Также, при переходе из дальнего в диапазон длин волн 3-5 мкм уменьшается дифракция и становится возможным использование фоточувствительных площадок с меньшими размерами. Это приводит к повышению дальности опознавания целей тепловизионным прибором (лучшее разрешение при увеличении количества элементов МПИ и при сохранении диаметра входного зрачка объектива) или к уменьшению габаритов ТПВП (при сохранении его углового поля зрения и углового разрешения) [56, 80, 93].

Ближний ИК-диапазон длин волн используется в основном лазерной техникой и приборами ночного видения (ПНВ). Проектирование оптической системы таких ОЭП практически не отличается от работающих в видимом диапазоне.

В данной работе рассмотрены тепловизионные приборы, работающие в среднем и дальнем ИК-диапазоне длин волн. Их проектирование имеет свои особенности, обусловленные, например, такими факторами, как различные наборы оптических материалов и типы приемников излучения. Эти особенности выдвигают ряд требований к конструкции ОС, которые должны учитываться при проектировании ТПВП, и будут подробнее изложены ниже в контексте темы работы.

1.2 Влияние температуры на тепловизионный прибор

Решение задач по расчету дальности действия ТПВП при раздельном обнаружении и распознавании объектов на сложных фонах в реальном масштабе времени невозможно без учета влияния изменений состояний окружающей среды (атмосферы) на эффективность работы ТПВП. Состав атмосферы и ее оптические характеристики непостоянны и зависят от различных факторов, например таких, как: давление, влажность, температура. Воздействие атмосферы на эффективность работы ТПВП обусловлено несколькими факторами:

- ослаблением теплового контраста наблюдаемых через нее объектов, вызванного поглощением излучения парами воды и углекислого газа;

размытием изображения наблюдаемых через нее объектов, обусловленного аэрозольным рассеянием, действующим подобно низкочастотному пространственному фильтру;

- добавлением собственного излучения, которое изменяет контраст объектов, возникающего из-за различия отражательных характеристик объекта и фона;

- влиянием термических аберраций на оптическую систему ТПВП, обусловленных ее температурными изменениями.

Первые три перечисленных фактора являются постоянными при работе ТПВП в условиях атмосферы и не могут быть устранены конструктивно при проектировании тепловизионного прибора. Для их коррекции при обработке

тепловизионного изображения используются коэффициенты, рассчитанные при помощи моделей геофизических данных заданного региона и алгоритмы аналитических оценок параметров, влияющих на оптические характеристики атмосферы. Эти методы и модели подробно освещены в таких работах как [16, 17, 62].

Методы борьбы с влиянием термических аберраций на оптическую систему ТПВГТ, которым уделено гораздо меньше внимания в отечественной научной литературе, будут подробно рассмотрены в данной работе. Поскольку современные ТПВП часто работают в широком диапазоне температур окружающей среды, который может достигать ±50°С и более, компенсация термических аберраций (атермализации) является одной из основных задач, решаемых при разработке оптических систем (ОС).

Рассмотрим, что происходит с ОС ТПВП при повышении температуры. При повышении температуры растет как показатель преломления оптических сред, так и линейные размеры оптических элементов. Растут также размеры оправ линз и корпусов, соединяющих отдельные оптические элементы. В результате перечисленных изменений меняются размер аберрационного кружка рассеяния и фокусное расстояние и ход лучей в оптическом приборе, что приводит к смещению плоскости наилучшего изображения оптической системы относительно чувствительной поверхности приемника излучения. Аналогичная ситуация складывается при уменьшении температуры, с тем различием, что размеры ОС и ее элементов уменьшаются, также приводя к смещению плоскости наилучшего изображения.

На Рисунке 1.2.1 схематично изображен процесс влияния изменения температуры на ход лучей через оптический элемент. Штриховой линией показана деформация линзы и изменение ее габаритов при повышении температуры. Как следует из рисунка, при изменении температуры и размеров оптического элемента смещается точка пересечения луча и оптической поверхности 12, 13, смещается и фокальная точка линзы 02. Если колебания температуры невелики или существует возможность изменения положения

фокальной плоскости путем подфокусировки, то термическими аберрациями можно пренебречь, т.к. они могут быть скомпенсированы, и не будут влиять на качество изображения. Однако если рассматриваемая система представляет собой объектив с фиксированным положением фокальной плоскости, то необходимо принимать специальные меры, чтобы изображение фокусировалось на чувствительной поверхности приемника излучения при любой рабочей температуре ТПВП.

,-----

/ I

/ I

При изменении температуры показатель преломления оптической среды меняется по закону:

п= щ+ р- (Т — Т0) , (1.2.1)

где п0 — показатель преломления при температуре То, а (3 - коэффициент приращения показателя преломления.

Линейные параметры оптических элементов (толщины, радиусы кривизны) меняются по закону:

L — L0-[ 1 + a-iТ- Т0)];

R = Д0 ■ [1 + а ■ (Т — Т0)], (1.2.2)

где L0 и Ro — значения толщины и радиуса кривизны при температуре Т0, а -коэффициент расширения материала линзы.

Приведенные формулы верны только при небольших изменениях температуры, не превышающих одного-двух десятков градусов. Для больших интервалов (50 — 100 °С) коэффициенты аир принимают равными некоторой средней величине, но при этом в значениях n, R и L возникают погрешности, достигающие нескольких единиц шестого знака для n и нескольких процентов для R и L [46]. Изменения воздушных промежутков вызываются изменением температуры оправ линз и корпусов, соединяющих оптические элементы, и определяются по формулам, аналогичным (1.2.2). При больших величинах этих промежутков подбор материалов оправы и корпуса может быть использован для компенсации термических аберраций. Но в случае малогабаритных ТПВП они являются дополнительной составляющей, которую необходимо учитывать при оценке смещения фокальной плоскости под влиянием температуры.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шилин, Аркадий Александрович, 2014 год

Список использованной литературы.

1) Абильсиитов Г.А. Технологические лазеры, в 2-х томах /. - М.: Машиностроение, 1991-2 т.

2) Алеев P.M. Основы теории анализа и синтеза воздушной тепловизионной аппаратуры / P.M. Алеев, В.П. Иванов, В.А. Овсянников, -Казань: Казан. Ун-т, 2000. - 252с.

3) Аскоченский A.A. Оптические материалы для инфракрасной техники /

A.A. Аскоченский. -М.: Наука, 1995. -310с.

4) Астапов Ю.М. Теория оптико-электронных следящих систем / Ю.М. Астапов, Д.В. Васильев, Ю.И. Заложнев. - М.: Наука, 1988.- 328 с.

5) Бегунов Б.Н. Теория оптических систем / Б.Н. Бегунов, Н.П. Заказнов. -М.: Машиностроение, 1973. - 488с.

6) Борн М. Основы оптики, 6-е изд. / М. Борн, Э. Вулф. - М.: Наука, 1986.-713с.

7) Бронштейн И.Н. Справочник по математике для инженеров, 13-е издание / И.Н. Бронштейн, К.А. Семендяев. - М.: Наука, 1986г. - 544с.

8) Ваганов Р.Б. Основы теории дифракции / Р.Б. Ваганов, Б.З. Каценеленбаум, М.: Наука, 1982. - 272с.

9) Волф У. Справочник по инфракрасной технике / У. Волф, Г. Цисис. -М.: Мир, 1999.-472 с.

10) Воронкова Е.М. Оптические материалы для инфракрасной техники / Е.М. Воронкова, Б.Н. Гречушников, С.А. Дистлер. — М.:Наука, 1965.-353 с.

11) Госсорг Ж. Инфракрасная термография. Основы, техника, применение / Ж. Госсорг. - М: Мир, 1988. - 420с.

12) Ерофейчев В.Г. Перспективы использования ИК-матриц в тепловидении / В.Г. Ерофейчев, М.М. Мирошников //Оптический журнал, - 1997, №2. - с.5-12.

13) Заказнов Н.П. Изготовление асферической оптики / Н.П. Заказнов,

B.В. Горелик, М.: Машиностроение, 1978. - 248 с.

14) Заказнов Н.П. Прикладная геометрическая оптика / Н.П. Заказнов. -М.: Машиностроение, 1984. - 184 с.

15) Зеров В. Ю. Расчетное моделирование основных характеристик неохлаждаемой микроболометрической линейки / В. Ю Зеров, В.Г. Маляров, И.А. Хребтов // Оптический журнал - 2004. - №3. - с.34-39.

16) Иванов В.П. Моделирование и оценка современных тепловизионных приборов / В.П. Иванов, В.И. Курт, В.А. Овсянников, В.Л. Филиппов. - Казань: Отечество, - 2006. - 595 с.

17) Иванов В.П. Прикладная оптика атмосферы в тепловидении / В.П. Иванов. - Казань «Новое знание», 2000. - 357с.

18) Ишанин Г.Г. Источники и приемники излучения / Г.Г. Ишанин. — СПб: Политехника, 1991. - 240с.

19) Корн Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн. -М.: Наука, 1974. -832 с.

20) Криксунов Л.З. Инфракрасные устройства самонаведения управляемых снарядов / Л.З. Криксунов, И.Ф. Усольцев, - М.: Советское радио, 1963.-240 с.

21) Криксунов Л.З. Справочник по основам инфракрасной техники / Л.З. Криксунов. -М.: Сов. Радио, 1978.-400с.

22) Кругер М.Я. Справочник конструктора оптико-механических приборов, 3-е изд., перераб. и доп. / М.Я. Кругер, В.А. Панов. - Л.: Машиностроение, 1980. - 742 с.

23) Лазарев Л.П. Инфракрасные и световые приборы самонаведения и наведения летательных аппаратов / Л.П. Лазарев, -М.: Машиностроение, 1966. -394с.

24) Ландсберг Г.С. Оптика. Учебное пособие. 6-ие издание / Г.С. Ландсберг, -М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003 г. - 848 с

25) Латыев С.М. Компенсация погрешностей в оптических приборах / С.М. Латыев. - Л.: Машиностроение, 1985. - 248 с.

26) Латыев С.М. Конструирование точных (оптических) приборов / С.М. Латыев: Учебное пособие.- СПб.: Политехника, 2007. - 579 с.

27) Ллойд Дж. Системы тепловидения,/ Ллойд Дж. - М.: Мир, 1978. -

416с.

28) Маляров В. Г. Неохлаждаемые тепловые Ик матрицы / В. Г. Маляров // Оптический журнал. - 2002. - №10

29) Марешаль А. Структура оптического изображения / А. Марешаль, М. Франсон, - М.: Мир, 1964. - 295с.

30) Патент Европейский №ЕР 2687889А1 / правообладатель БАЭ Системе, Центр Фарнборо.

31) Патент Украины №UA81919U / авторов Кучеренко O.K., Муравьев О.В., Остапенко Д.О. // правообладатель O.K. Кучеренко, О.В. Муравьев, Д.О. Остапенко.

32) Погорельский С.Л. Прикладная оптика / С.Л. Погорельский. -Тула, Изд-во ТулГУ, 2010. - 253с.

33) Пономаренко В.П. Инфракрасная техника и электронная оптика / В.П. Пономаренко В.П., A.M. Филачев A.M. -М.:Физматкнига, 2008. - 384с.

34) Проспект фирмы AIM (http://www.aim-ir.com)

35) Проспект фирмы FLIR (http://www.flir.com/US')

36) Проспект фирмы OPGAL (http://www.opgal.com)

37) Проспект фирмы Raytheon «Javelin Antitank Weapon System» (http://www.ravtheon.corn)

38) Проспект фирмы SOFRADIR (http://www.solradir.com)

39) Проспект фирмы SOFRADIR (http://www.ulis-ir.com)

40) Проспект фирмы Xenics (http://www.xenics.com)

41) Рогальский А. ИК детекторы / А. Рогальский. - Новосибирск: Наука, 2003.-636с.

42) Руководство пользователя ZEMAX - Москва, 2010.

43) Русинов М.М. Композиция оптических систем / М.М. Русинов. - Л.: Машиностроение, 1982.-320 с.

44) Русинов М. М. Техническая оптика / М. М. Русинов - Л.: Машиностроение, 1979.-488с.

45) Сайт компании Локхид Мартин (http://www.lockheedmartin.com/us/ news/press-releases/2013/february/mfc-020613-iavelin-demonstrates-extended-range)

46) Слюсарев Г.Г. Методы расчета оптических систем / Г.Г. Слюсарев. -Л.: Машиностроение, 1969. - 672 с.

47) Слюсарев Г.Г. Расчет оптических систем / Г.Г. Слюсарев. - Л.: Машиностроение, 1975. - 640 с.

48) Сокольский М.Н. Допуски и качество оптического изображения / М.Н. Сокольский - Л.: Машиностроение, 1989.-196 с.

49) Тарасов В.В. Двух- и много диапазонные оптико-электронные системы с матричными приемниками излучения / В.В. Тарасов, Ю.Г. Якушенков -М. Логос, 2007.- 192с.

50) Тарасов В.В. Инфракрасные системы «смотрящего» типа / В.В. Тарасов, Ю.Г. Якушенков - М. Логос, 2004. - 444с.

51) Тарасов В.В. Тенденции развития тепловизионных систем второго и третьего поколений и некоторые особенности их моделирования (по материалом зарубежной печати) / В.В. Тарасов В.В., Ю.Г. Якушенков //Оптико-электронные системы визуализации и обработки оптических изображений /ЦНИИ «Циклон», -2001, Вып. 1.

52) Терешин Е.А. Оптические системы тепловизоров с охлаждаемыми приемниками излучения / Е.А.Терешин, Т.Н. Хацевич // Сборник трудов VIII Международной конференции «Прикладная оптика-2008», Санкт-Петербург. -с.646-648.

53) Толстоба Н.В. Проектирование узлов оптических приборов / Н.В. Толстоба, A.A. Цуканов. -СПб.: ИТМО, 2002. - 128с.

54) Ульянова Е.О. Оптическая система с двумя полями зрения для тепловизионныхприборов на основе матричных фотоприемных устройств / Е.О. Ульянова. // Прикладная физика. 2012. №3. - с. 106-109.

55) Ульянова Е.О. Термокомпенсация в оптической системе тепловизионного прибора / Е.О. Ульянова, К.П. Шатунов // Прикладная физика. 2012. №2. - с.432-435.

56) Филачев A.M. Современное состояние и магистральные направления развития твердотельной фотоэлектроники / A.M. Филачев, И.И. Таубкин, М.А. Тришенков. - М.: Физматкнига, 2010. - 128с.

57) Фишман А.И. Фазовые оптические элементы - киноформы / // Соросовский образовательный журнал, №12,1999 - с.76-83

58) Хадсон Р. Инфракрасные системы / Р. Хадсон.- М.: Мир, 1972. - 535с.

59) Цуканова Г.И. Исследование экранирования, виньетирования и аберраций высших порядков в трехзеркальных планастигмат. / Цуканова Г.И. // Оптико-механическая промышленность. - 1991. - №3, с. 37-44.

60) Шаскольская М. П. Акустические кристаллы / М. П. Шаскольская., М.: Наука, 1982.-632с.

61) Шеннон Р. Проектирование оптических систем / Р. Шеннон. - М.: Мир, 1983.-431с.

62) Шипунов А.Г. Дальность действия, всесуточность и всепогодность телевизионных и тепловизионных приборов наблюдения / А.Г. Шипунов, E.H. Семашкин. - М.: Машиностроение, 2011г. - 217с.

63) Шульман М.Я. Измерение передаточных функций оптических систем / М.Я. Шульман. - Л.: Машиностроение, 1980. - 208с.

64) Якушенков Ю.Г. Проектирование оптико-электронных приборов / Ю.Г. Якушенков - М.: Логос, 2000. 488с.

65) Якушенков Ю.Г. Теория и расчет оптико-электронных приборов. / Ю.Г. Якушенков - М.: Логос, 1999. - 480с.

66) Baars J. Performance characteristics, measurement procedures, and figures of merit for infrared focal plane arrays / J. Baars, M. Schulz // SPIE Proc. - 1995. -V2470.

67) Barret N. Advanced optical design using ZEMAX / N. Barret, L. Chen. -Optima research, 2009.

68) Barrios S.R. Staring infrared panoramic sensor (SIRS) for surveillance and threat detection / S.R. Barrios, R. Kwok, J.D. McMullen, J.R. Teague // SPIE Proc. / -1997/ - V.3061.

69) Brown D. Advances in high-performance sensors for military and commercial market / D. Brown, B. Daniel, N. Horikiri, et al. //SPIE Proc. - 2001. -V.4369.

70) Byrnes J. Unexploded Ordnance Detection and Mitigation / J. Byrnes // Springer, 2009. — P. 21-22.

71) Clark A. D. Zoom Lenses / A. D. Clark. - Adam Hilger, 1973. - 88p.

72) Geary J. M. Introduction to lens design with practical ZEMAX examples / J. M. Geary-Willmann-Bell, 2002. - 480p.

73) Henini M. Handbook of Infrared Detection Technologies / M. Henini, M. Razeghi. - Elsevier, 2002. - 518p.

74) Jamieson, T. Athermalization of optical instruments from the optomechanical viewpoint, Critical Review / T. Jamieson // Optomechanical Design, ed. P.R. Yoder, Vol. CR43., 1992.

75) Jane's Air-Launched Weapons, 2009

76) Jane's Infantry Weapons, 2009-2010

77) Jane's Missiles and Rockets, 1999, №5

78) Jane's Missiles and Rockets, 2009, v. 13, № 4

79) Jane's Missiles and Rockets, 2007, v. 11, № 8

80) Kingston R. H. Optical Sources, Detectors and Systems / R. H. Kingston. -Academic Press, 1995. - 209p.

81) Kohler H. Design of Athermal Lens Systems, Space optics / H. Kohler, F. Strahle // National Academy of Sciences, 1974. - pp.116-153.

82) Malacara D. Handbook of optical Design 2nd edition / D. Malacara -Marcell Dekker, 2004.

83) Milton O.J. A compact, uncooled, long-wave infrared bolometer camera / O.J. Milton, R.M. Walker, R.W. McMillan // SPIE Proc. - 2002. - V.4719. p. 167-171.

84) Povey, V. Athermalisation Techniques in Infra Red Systems / V. Povey // Optical System Design, Analysis, and Production for Advanced Technology Systems, Proc. of SPIE, Vol. 0655,1986.

85) Rayces J. Thermal compensation of infrared achromatic objectives with three optical materials / J. Rayces, L. Lebich // SPIE Vol. 1354, International Lens Design Conference, 1990.

86) Riedl M. Optical Design Fundamentals for Infrared Systems, tutorial texts in optical engineering / M. Riedl. -SPIE, V.TT20.

87) Robert A. Aspheric Optics Design, Fabrication & Test / A. Robert, E. Fischer-SPIE, 2006.

88) Rogers, P. Athermalization of IR Optical Systems, Critical Review / P. Rogers // Infrared Optical Design and Fabrication, ed. R. Hartmann, W.J. Smith, 1991, Vol. CR38.

89) Rogers P. Thermal Compensation Techniques, Handbook of Optics / P. Rogers - McGraw-Hill, 1995, Volume I.

90) Shafer D. Global optimization in optical design / D. Shafer // Computers in physics, V.8 -№2,- 1994.

91) Shannon R. The Art and science of optical design / R. Shannon. -Cambridge University Press, 1997.

92) Smith W.J. Modern Lens Design / W.J. Smith - McGraw-Hill, 1992.

93) Trishenkov M.A. Detection of Low-Level Optical Signals Photodetectors, Focal Plane Arrays and Systems / M.A. Trishenkov - Kluwer, 1997.

94) Weber M. J. Handbook of Optical Materials / M.J. Weber - CRC PRESS, 2003 - 499p.

95) Yoder P. R. Opto-Mechanical Systems Design 3rd ed / P. R. Yoder -Marcel Dekker, 2006.

96) Шилин A.A. Критерий оценки влияния термических аберраций на оптическую систему тепловизионного прибора / А.А. Шилин // Известия ТулГУ. Технические науки. 2014. - № 7. - С. 244 - 249.

97) Шилин A.A. Обзор пассивных оптических ГСН для поражения наземных тактических целей / A.A. Шилин // Известия ТулГУ. Технические науки. 2014. - № 7. - С. 202 - 209

98) Шилин A.A. Пассивная атермализация оптической системы тепловизионного прибора/ A.A. Шилин, C.JI. Погорельский // Системы ВТО. Создание, применение и перспективы. - Тула: изд-во ОАО «КБП», 2014. - №2. -с. 102- 108.

99) Шилин A.A. Пассивная атермализация малогабаритных оптических систем в дальнем ИК-диапазоне / A.A. Шилин, C.JI. Погорельский // Известия ТулГУ. Технические науки. 2014. - № 7. - С. 196 - 201