随着现代科技的发展,现代化战争日益智能化,信息化,准确的制导是决定整个战场走向的关键,而准确的制导系统结构简单,性能可靠,抗干扰能力较高;由于其具有较高的精度,因此越来越被国际社会所关注,并不断得到改进和发展。红外精确制导武器的核心是红外成像导引头,红外导引头的最前端有整流罩保护导引头内部精密器件不被风雨沙尘所侵蚀并且参与光学系统成像。传统的整流罩通常采用球面型,以达到减小像差,提高像质的目的。然而,随着科技发展,精确制导武器向高超声速方向发展,球形整流罩虽然具有较好的光学性能,其空气动力学性能却是十分不理想的,球面型极大地增大了飞行器在飞行过程中所受空气阻力,影响了精确制导武器的速度、视场角以及隐身性能。随着光学加工技术的不断提高,制造加工非球面整流罩已经成为可能,更有利于武器高速飞行的具有流线型结构的共形整流罩进入科学家们的视线。但是由于其采用了非球面设计,多采用圆锥族曲面面形,因此不具有点对称性,会在光学系统内引入随视角而变化的动态像差,大大降低成像质量,因此共形整流罩的像差校正又成为亟待解决的难题。从共形整流罩的数学定义与几何性质入手,探讨产生像差的原因。共形整流罩不具有点对称性,像散是由于整流罩的子午方向与弧矢方向曲率半径不同。因此,分析了曲率半径差值随视角的变化规律,对比了不同长径比、面型参数以及回转中心位置对曲率半径差值的影响。慧差是由于入射光线的光轴与整流罩外表面法线具有非同轴性。因此,分析了入射光线光轴-表面法线夹角在整个视场内的变化趋势,对比了不同长径比、面型参数以及回转中心位置对光轴-法线夹角的影响。得出结论:曲率半径差值随视角增大而增大,长径比越大、面型参数越小以及回转中心距离顶点越远,差值越大。光轴-法线的夹角随视角增大先增大后减小,长径比增大、面型参数减小以及回转中心远离整流罩顶点会使变化范围增大。基于Zernike像差理论分析共形光学系统随视角变化的动态像差。建立Zemax与数据分析软件的通讯接口,在光学设计软件中建立多种不同条件下的共形整流罩模型,分析面型参数、长径比、整流罩厚度、材料折射率、光学系统口径以及回转中心位置对弥散斑尺寸大小和像差系数的影响。得出结论:随着视角增大,弥散斑在弧矢方向几乎无变化,子午方向分布逐渐呈狭长趋势。动态像差在视角较小时变化较为剧烈,不同的整流罩参数中,整流罩面型参数对动态像差的影响最大,其次是口径,长径比和折射率,厚度和回转中心位置对动态像差的影响相对较小。运用Wassermann-Wolf方程组,选用校正光轴偏折的内表面面形,建立可以求解拱形校正器第一、第二表面面形的方程组并求解初始结构,在光学设计软件中建立了在子午方向和弧矢方向具有不同曲率半径的拱形校正器以校正动态像差,与未加入拱形校正器的共形光学系统进行对比。得出结论:相同视角下弥散斑尺寸显著减小;离焦像差、像散、彗差以及球差在整个目标视场范围内变化平缓,变化范围缩小。上述方法解得的拱形校正器面形对共形光学系统的动态像差具有校正作用。