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讨论了红外成像系统在工作温度变化时产生的温度效应及其对成像的影响，包括光学元件的热变形、光学窗口的热应力及窗口的热辐射噪声，将结构件材料的线胀系数作为优化变量，提出了光学机械综合被动补偿无热化设计方法。采用热瞳判定与高密度光线计算法分析了光学窗口的热辐射，提出了基于表面辐射分析的无热化优化方法。计算表明，无热化设计使系统对温度的均匀变化和轴向温度梯度不敏感，对热应力不敏感。但径向温度梯度对像质影响较大。基于表面辐射分析的优化设计可以减少窗口辐射在探测器上的功率密度。