基于自由曲面设计的LED光源系统光束准直研究

为了提高LED灯具效率和照明系统光效,提出了一种对光源光束进行准直设计的自由曲面透镜设计方法。基于LED的朗伯型光强分布特性,采用MATLAB进行全内反射(TIR)透镜自由曲面的数据计算,将获得的样条曲线导入SolidWorks中生成三维TIR结构,最后利用TracePro对TIR透镜进行光线追迹。准直模拟结果表明,光源的能量利用率在90.5%以上,光束的发散半角控制在±1.9°以内,得到了较好的准直效果,实现了较高的能量利用率。     

光纤端面光学检测非球面物镜系统设计

针对传统的基于球面显微成像的光纤连接器端面检测系统结构和像差的问题,将制作工艺日趋成熟的非球面模压玻璃透镜引入到检测系统中。介绍了非球面透镜设计的基本原理和非球面光学玻璃透镜模压成型的基本工艺,分别设计了球面透镜和非球面模压透镜检测系统,给出了系统的结构参数,评价了系统的成像质量。在系统分辨率相同的情况下,得到了结构简单、共轭距更短,有利于工程应用的非球面检测系统。给出了检测系统的机械结构图,并将非球面系统应用到实际生产和在线检测中,达到了设计的要求。     

基于微元能量映射的汽车LED近光灯透镜设计

针对常用汽车LED投射式照明系统近光灯光能利用率低的问题,根据非成像光学原理,研究了LED近光灯近光配光特性与光源光能量、光学自由曲面透镜参数之间的关系,在此基础上提出基于微元能量映射的LED汽车近光灯自由曲面透镜设计方法.为了验证该方法的可行性,利用切面迭代曲面构型法Rhino软件设计了汽车LED近光灯透镜,运用Tracepro光学软件构建了汽车LED近光灯照明系统,然后对该系统进行了计算机仿真.结果表明,所设计的LED近光灯自由曲面透镜产生的光型不但能满足近光灯法规要求,而且光能利用率较常用的汽车LED近光灯照明系统提高23.5%.     

二元光学在凸非球面零件检测中的应用

分析使用多种透镜组合成补偿镜对非球面进行背部检验,在各种传统检测方法的基础上,研究了一种新的检测方法——使用二元光学元件(CGH)作为补偿镜来检测大口径凸非球面,从而降低加工精度和减小系统体积.讨论了二元光学的原理和设计方法,并给出设计实例.     

一种实现LED光源均匀照明的透镜设计

为解决大功率LED难以直接应用于照明的问题,设计了一款适用单芯片大功率LED的透镜,可在特定照明面上实现均匀照明。根据朗伯型光源辐射特性,采用折射和反射结构,先进行理论计算设计自由曲面面型,再利用Tracepro的交互式优化功能实现对透镜优化。优化得到的透镜经过软件模拟验证,在距离光源200 mm处直径为100 mm的目标照明面内照度均匀性优于87%;不考虑光能损失,光能利用率高于94%。     

利用部分补偿透镜进行非球面面形测量

提出用部分补偿透镜进行非球面检验的方法.对部分补偿透镜的设计方法和要求进行了研究,针对3种不同参数的非球面设计了部分补偿透镜,结构比零补偿器更简单.分析了各种部分补偿透镜的非球面度补偿范围,证明用简单且易于制造的部分补偿透镜补偿不同相对孔径和非球面度的非球面.测量精度可达到λ/10.     

一种微型变焦系统的设计

为适应某些特殊领域对微型化和简单化的需要,运用光学设计软件CODEV,在传统机械补偿式变焦镜头的基础上,结合非球面透镜理论,设计了一个可见光波段的只有一个移动镜的4片式微型变焦系统。此系统具有结构简单、精度高、成本低、体积小等特点,可满足在变焦范围内连续清晰成像的要求。     

用于火星探测的危险回避相机鱼眼物镜设计

结合火星上的特殊环境及成像要求,采用"非相似"成像原理,设计了一种用于火星探测的危险回避相机鱼眼物镜。该物镜的焦距4.5 mm,F#为15,系统总长43 mm,观察范围从无穷远到200 mm。仅采用三片分离透镜构成的反远距镜组,实现180°的大视场,且无胶合面和非球面。在奈奎斯特频率40 lp/mm时,MTF曲线接近衍射极限。既保证了成像质量,又做到了镜组简单、结构小巧,具有很高的实用价值。     

关于柱面光学透镜在光学成像系统中的运用

在非球面透镜中柱面镜是最普遍的一种,采用球面系统具有分别描述成像的特点,在一些特殊场合其具有特殊作用。本文主要分析了柱面光学透镜成像原理,柱面光学透镜反射光线追迹,柱面光学透镜在光学成像系统中的运用。     

自主创新风云榜系列宣传之十三杭州照相机械研究所进军LED产业

杭州照相机械研究所长期以来从事各种光学系统和非球面光学塑料透镜的研究开发,取得了一系列的成果。主要研究领域为成像光学系统(如各类投影镜头、数码相机镜头、监控摄像镜头)和光通讯光学系统(如激光大气通讯光学系统、准直透镜、传感透镜、扫描镜头等),特别在光学塑料透镜的研发上取得了很好的成效。目前该所已建立大批量生产光学塑料透镜的质量管理保证体系,年产各类光学塑料透镜2000余万片。随着半导体照明工程的快速发展,光学塑料透镜找到了又一新的应用领域。经过半年多来对LED芯片制造厂、封装厂和灯具厂的调研以及初步研发、试…     

大气激光通信准直光学系统设计

在分析光能耦合效率随光准直系统的数值孔径变化规律在基础上,提出了根据光能耦合效率来确定准直光学系统的数值孔径的方法(不同于成像光学系统中确定数值孔径的方法),合理设计了准直光学系统,为大气激光通信准直光学系统的数值孔径的确定提供了一种有效方法。     

一种新型光纤准直器的设计

利用光学系统中特有的等光程面设计了一种光纤准直透镜,可以实现光纤出射光束的扩束和准直.在分析构成原理的基础上,利用CODE V 软件模拟仿真了该准直透镜,并分析了系统的像差和衍射极限.     

关于弯月形非球面透镜和细磨模具的研究

关于非球面透镜的研究在现阶段所研究的这类非球面透镜的性质、用途和设计原理以及平凸非球面透镜的曲面公式,已在本学报第一期发表。后来结合物理系三年级光学课程进行科学研究时又把弯月形非球面透镜的曲面公式导出。同时为了准备试磨,在制造细磨模具时由于需要衬托一片钢皮(可参阅本学报第一期关于非球面透镜的磨制一     

非球面透镜的磨制特约稿

非球面透镜一般是在光学照明系统中起与多片(球面)透镜之聚光镜相同的作用。由于非球面透镜具有下列伏点,近年已为各国光学工厂的仪器设计师们所广泛采用。1.不需多只镜头就能达到消差(球差)要求,因之简化了光学结构。2.机械结构亦随之简化,故仪器重量减轻     

光纤准直器结构研究与设计

从理论上对自聚焦透镜进行了分析，并论述了光在自聚焦透镜中的传播规律。进而提出了光纤准直器的设计结构，并通过实验验证，利用这种方法设计的光纤准直器具有低的插入损耗和高的回波损耗，能成功用于光环行器中。     

基于LED扩展光源环形均匀光斑的自由曲面透镜设计

提出了基于贝塞尔曲线控制点多参数优化自由曲面透镜的方法,利用该方法设计了一款适用于LED扩展光源并能在目标平面内实现环形均匀照度分布的自由曲面透镜.利用光线追迹软件模拟该透镜的光学性能,结果表明,在距离光源1000 mm处的目标平面内,实现了外半径为2 000 mm、内半径为1000 mm的环形均匀照度分布,照度均匀度为0.91,光能利用率为0.80,即该透镜在实现高照度均匀度光分布的同时仍能保持较高的光能利用率.     

杭州照相机械研究所进军LED产业

杭州照相机械研究所长期以来从事各种光学系统和非球面光学塑料透镜的研究开发，取得了一系列的成果。主要研究领域为成像光学系统（如各类投影镜头、数码相机镜头、监控摄像镜头）和光通讯光学系统（如激光大气通讯光学系统、准直透镜、传感透镜、扫描镜头等），特别在光学塑料透镜的研发上取得了很好的成效。目前该所已建立大批量生产光学塑料透镜的质量管理保证体系，年产各类光学塑料透镜2000余万片。     

一种全息光栅曝光系统结构

采用双透镜组的结构引入补偿镜,使工作波长和装调波长共像面。采用有限元分析方法对机械系统的设计结果进行模态分析,结果表明,该曝光系统具有较高的波前质量和系统稳定性。     

MAXWELL鱼眼微球透镜准直性能的研究

球对称梯度折射率(Gradientrefractiveindex,GRIN)微球透镜具有体积小、光路短、外形易加工、使用易调整,且无螺旋光线、像差小等优越光学性能[1],在微型光学系统和集成光学中具有诱人的应用前景。本文研究了MAXWELL鱼眼微球透镜对由光纤端部出射的发散光束的会聚作用。计算结果表明,若将该种透镜用于光纤耦合准直器,其准直效果将优于由均匀介质球构成的相应系统。     

大口径非球面哈特曼扩束器的光学系统设计

根据三级像差理论 ,详细描述了大口径非球面哈特曼 (Hartmann)扩束器的设计方法 .为了校正大相对孔径透镜产生的像差 ,在扩束器的物镜中引用了高次非球面 ,并通过具体的实例 ,分析了当相对孔径变化时 ,非球面系数与系统像差的变化关系