Разработка теоретических основ, методов синтеза и расчета оптических систем видимого и двойного ИК диапазонов на элементной базе, включающей нанокомпозитные дифракционные элементы и метаповерхности

Объектом исследования в работе являются оптические схемы и характеристики объективов средневолнового, длинноволнового и двойного ИК-диапазона, работающих в широком интервале температур окружающей среды. Цель работы – исследовать возможность импортозамещения оптических материалов в ранее разработанных ИК-объективах; разработать методики расчёта афокальных корректоров терморасфокусировки тепловизионных объективов, способных работать в расширенном спектральном диапазоне; методику расчёта оптических схем и конструкций термокомпенсаторов ИК-вариообъективов с бинарным изменением фокусного расстояния, предназначенных для работы в широком интервале температур окружающей среды; разработать алгоритм моделирования композитного радиально-градиентного ИК-материала, и выработать требования к распределению показателя преломления радиально-градиентных линз, обеспечивающих преимущества от использования таких элементов. В процессе работы выполнялся теоретический анализ, компьютерное моделирование и оптимизация с использованием программы оптического проектирования ZEMAX. В результате исследования впервые были продемонстрированы возможности и показаны пути эффективного импортозамещения оптических материалов ИК-диапазона; разработаны методики проектирования оптических систем различного функционального назначения, работающих в широком интервале температур окружающей среды; разработан алгоритм моделирования композитного радиально-градиентного ИК-материала и выработаны требования к распределению показателя преломления радиально-градиентных линз, обеспечивающих преимущества от использования таких элементов. Эффективность разработанных методик и предложенных решений подтверждена достигнутыми высокими оптическими характеристиками рассчитанных оптических систем, различного функционального назначения.