Abstract
In an infrared optical system, using a cooled detector generates a phenomenon called a narcissus, in which the focal-plane array cooled to very low temperatures is reflected at the lens surface and detected. The narcissus can be removed by non-uniformity correction of the detector pixel, so narcissus is generally ignored in infrared optics. However, non-uniformity correction reduces the sensitivity of the system. Also, as the housing temperature varies due to an environmental temperature change, or a lens is moved for focusing or athermalization purposes, a narcissus may occur even after non-uniformity correction. To minimize such a narcissus, the amount of the effect must be controlled in the lens-design stage. In this paper we designed a midinfrared optical system and analyzed the narcissus by setting the lens surface reflectance to 1%. In addition, the design was divided into stages of an initial design, an improved design, and a minimum design, and the narcissus was improved to about 56% of that in the initial design.
냉각형 검출기를 사용하는 열상장비에서 렌즈의 표면 반사율에 의해 발생하는 나르시서스는 검출기의 불균일 보정(non-uniformity correction, NUC)에 의해 제거할 수 있다. 그래서 일반적으로 열상장비에서는 나르시서스를 무시할 수 있다고 가정한다. 그러나 불균일 보정은 시스템의 민감도를 감소시켜 열상장비의 성능인 최소분해능온도차에 영향을 줄 수 있다. 또한 시스템 내부의 온도가 변하면 불균일 보정 후에도 나르시서스에 의해 음영이 발생할 수 있다. 그래서 설계 단계에서 나르시서스를 고려한 설계가 필요하다. 본 논문에서는 중적외선 광학계를 설계하고 렌즈 표면 반사율을 1%로 설정하여 나르시서스 양을 분석하였다. 또한 설계를 초기설계, 개선설계, 최소화설계 단계로 구분하여 나르시서스 양을 초기 설계 대비 약 56% 수준으로 개선하였다.
