光栅波像差理论的推广

克服M.Chrisp光栅波像差理论中存在的限制,使其适用范围得到推广.首先,用广义多项式表示光栅的面形方程,推导光栅的波像差系数,使该理论不仅适用于超环面,而且可适用于二次圆锥曲面等面形光栅的优化设计和成像分析;其次,以像散面作为参考波阵面,推导出光学系统出射波阵面为像散面,像面在非聚焦面处的几何像差计算公式;最后,应用Shadow光学追迹程序验证所得结论的正确性.     

大视场角入射平行平面板像差分析方法

基于平面对称光学系统三阶像差理论, 研究平行平面板在大视场角入射情形下的像差解析分析方法. 首先, 研究多个平行折射平面的三阶像差计算方法, 推导出相应的孔径光线传递方程及像差系数表达式； 其次, 在此基础上, 推导出单个平行平面板的波像差和像差计算表达式； 最后, 分别用像差计算表达式和光学设计软件Zemax对含平行平面板构成的大视场角光学系统实例进行像差计算. 结果表明, 用像差表达式计算的结果精度较高.     

基于频域分析的波前像差快速重建

波前重构是测量自由曲面面型及人眼像差中的重要环节,随着微机械制造的发展,波前传感器的微透镜阵列不断扩展,为了保持自适应光学系统中像差的重建精度并提高重建速度,实现波前像差的实时测量,本文提出一种通过快速傅里叶变换的波前重构方法并进行仿真,并与求广义逆矩阵最小二乘解法进行对比.结果表明：该方法在提高重构速度的条件下,能够保持一定的重构精度.从而可以在现有的技术条件下通过该方法实现波前像差的实时测量.     

基于Hartmann-Shack波前传感器的实时人眼像差测量

为实时、准确地测量人眼的像差,保证人眼像差校正时数据的准确性,依据Hartmann-Shack波前传感器测量像差探测原理,设计搭建了一套基于Hartmann-Shack波前传感器的人眼像差实时测量系统。用该系统对人眼的动态像差进行了测量实验,对实验的结果进行了分析。实验结果表明:为了满足传感器获取光斑图及保证人眼的安全,入瞳的激光功率80μW较为合适;像差测量的结果折算成屈光度与主观方法验光值结果基本相符;动态像差连续测量观察像差波动的时间约在0.2~0.5 s,与人眼的波前像差变化频率在5 Hz左右的结论基本相符。结果表明该系统满足了人眼像差测量的可行性和准确性要求。     

像差对接耦合系统的蒙特卡罗数值模型

基于光线追迹和波动光学理论,利用蒙特卡罗方法,提出一种用于分析和研究像差耦合系统的数值模型。与其他数值模型相比,该数值模型不需要使用处理球差的波像差或者相位变换概念,而是直接在界面使用折射和反射定律。其优点是不仅可以考虑三级球差,还自动考虑了五级及更高级的像差,同时,综合考虑了耦合器件的几何形状和衍射效应。因此它不仅可以用于对称系统,也可用于任意不对称或存在缺陷的系统。     

波像差法构建非球面干涉检测的误差分离模型

非球面元件光学干涉检测中,获得客观、准确的面形信息是实现元件快速、确定性制造的关键因素之一。为了实现大口径光学离轴非球面反射镜的高精度检测,对其干涉检测结果中的误差信息表现形式进行了分析研究,提出了一种基于将离轴非球面反射镜检测工装视为具有5维自由度空间刚体设想的误差分离矩阵,并从波像差理论出发,寻求出调整误差作用分量的分立表现形式及影响参数,建立了计算机辅助检测大口径光学离轴非球面反射镜的基本模型。仿真分析结果证实了这种方法的可行性。     

界面反射偏振像差分析

迄今为止的光学设计中,一般认为在同一光波面上,光束具有相同的振幅和偏振状志.事实上,光束经过许多光学元件后,偏振状态会发生变化,特别是由于入射角和光程不同,导致出射光波面上偏振分布不再均匀,形成偏振像差.本文主要就轴上物点发出的光束经过界面反射后的偏振像差进行了分析.     

波前像差引导的激光眼屈光手术中角膜切削模型

基于改变角膜厚度可以改变眼屈光系统波前像差的原理,提出了一种矫正眼波前像差的角膜切削模型．首先给出理想参考平面波前和实际波前之间的位置关系,用一个通用的数学模型表示了波前像差;其次用Zernike多项式系列来描述眼像差结构,将波前像差表示成带权重的Zernike多项式系列累加和的形式;最后将眼波前像差转换为光程差的形式,用光程差表示了角膜切削厚度。并进一步得出角膜切削厚度同波前像差之间转换的数学模型(像差矫正模型)．该像差矫正模型在理论上能矫正包括低阶像差(近视、远视、散光)和高阶像差在内的35项像差．     

关于动态电子光学时间像差理论的研究

提出了直接积分法(DIM)研究动态电子光学成像系统时间像差的理论.以阴极面逸出的某一轴向电子初能为εz1(0≤εz1≤ε0max)的近轴电子轨迹为比较基准,给出时间像差的新定义,导出了动态电子光学成像系统时间像差系数的积分表达式.利用静电聚焦同心球系统理想模型的解析解检验了直接积分法(DIM)与τ变分法求解成像系统时间像差系数的表达式,并证明了两者的正确性与等价性.与τ变分法比较,直接积分法(DIM)给出的二级几何时间像差系数以积分形式表示,计算更简便,更适于成像系统的实际计算与设计.同时还从方法论的角度阐述了研究动态电子光学时间像差理论的体会.     

掠入射平场谱仪高阶像差的计算

依据变栅距刻线光栅的光路函数,利用建立的光路追踪程序计算了入射距离为155 mm时的高阶像差参量,从而给出了一组优化的光栅参量,减小了缩短距离后所造成的像差。     

光行差测定研究

介绍了周日光行差、周年光行差的形成与变化．比较了恒星周年视差与光行差的方向差异以及极值出现的时间差异．介绍了光行差测定的手段，并指出地球绝对运动产生的先行差目前是无法测定的．     

零球差与负球差的非球面人工晶体植入术后视觉质量临床研究

目的对植入两种不同球差非球面人工晶体白内障患者术后矫正视力、对比敏感度、波前像差进行了对比研究,评价两组非球面人工晶体植入术后视觉质量,进而指导白内障患者选择人工晶体.方法选取行白内障超声乳化摘除术联合非球面人工晶体植入术的白内障患者40人(64只眼),植入AKreos Ao Iol(零球差非球面人工晶体)16例(30眼)列入AO组;植入Acryof IQ Iol(负球差非球面人工晶体)24例(34眼)列入IQ组.随诊3个月,对两组患者术后矫正视力、对比敏感度、波前像差应用SPSS 16.0统计学软件进行统计分析.结果两组术后3个月最佳矫正远视力无统计学意义,IQ组近视力优于AO近视力.在明视、暗视环境下和暗视合并周边眩光环境下对比敏感度,两组无差异.在波前像差检查中发现,AO组总球差(0.04±0.03)高于IQ组(0.15±0.06),垂直慧差IQ组(-0.13±0.06)高于AO组(-0.21±0.07).结论零球差非球面人工晶体保留部分角膜球差,有助于提高远视的视觉质量,而负球差非球面人工晶体保留部分垂直慧差,有助于近视的视觉质量.     

梯形截面箱梁畸变惯性矩的计算

对梯形截面箱梁在偏载作用下发生的畸变进行了分析,并在此基础上导出了梯形截面箱梁畸变惯性矩的计算式,可用此方法计算其畸变应变能。     

大偏转角偏转象差的分析与校正

应用多极场理论，研究了大偏转角情况下的偏转象差，给出了应用十极场微五级象差校正时的场表达式，计算了在多种情况下十极场对五级象差校正的影响，分析了多极场象差校正的方法。     

光行差对恒星时的影响分析

光行差是观测者的运动速度与星光的运动速度相结合(相对运动)产生的一种光学效应。各种光行差对恒星的观测均会产生影响,本文阐述了周日光行差和周年光行差对恒星坐标(主要是赤经)的影响,并进一步分析光行差对地方恒星时产生的影响。     

电磁聚焦成象系统中曲轴宽电子束聚焦的象差理论

在宽电子束聚焦理论基础上，利用非正交旋转曲轴坐标，研究了电磁聚焦成象系统的曲轴象差理论。采用象差积分函数形式，导出了二级几何象差，主轨迹色球差和曲近轴色球差的象差系数，使结果适宜计算机处理，本结果已用于实际电磁聚焦成象系统的设计计算。     

面对称静电场中曲轴宽电子束聚焦的象差理论

在宽电子束聚焦普遍理论的基础上,研究了面对称静电场中曲轴宽电子束聚焦的象差理论,讨论了曲轴横向象差的定义,给出了象差方程和象差系数,并将曲轴宽电子束聚焦的象差理论应用于轴对称静电阴极透镜。所得结果适宜于计算机处理。