单色球差的实验研究

用实验的方法研究了球差与孔径、球差与透镜形状之间的关系     

球差对物距像距法测薄凸透镜焦距的影响

对轴上点球差给出了一种物理图像较为清楚的计算方法,得到了透镜的几何尺寸、位置及其介质与轴上点球差的关系式。在单色光、小物条件下,球差是引起薄凸透镜焦距的测量误差的主要因素。本文详尽地讨论了透镜的孔径、折射率、曲率半径对焦距的测量误差的影响,提出减小在物距像距法测薄凸透镜焦距时由球差引起的误差的方法。     

高斯光束通过球差透镜后光强随入射光束光腰半径的变化

根据广义惠更斯－菲涅尔衍射积分公式,利用数值计算,研究了高斯光束通过球差透镜后光强分布随入射光束光腰半径的变化规律。相同球差情况下,随着入射乐束光腰半径ｗ０的增加,球差对衍射光场分布的影响增大。ｗ０越大,衍射光强越大,焦移也越大。本文所得结果对实际应用有一定参考意义。     

抛物面与球面折射成像的球差分析

从抛物面和球面的标准方程出发,以折射定律为基础,导出了抛物面和球面折射成像的精确球差公式;计算了抛物面和球面及其透镜成像的球差,比较分析了两种折射曲面的球差特性;发现抛物面相对球面有球差校正作用,且抛物面薄透镜的成像质量优于球面薄透镜的成像质量.     

多色高斯光束的奇点分布和光谱奇异现象

讨论多色高斯光束经过球差透镜后的奇点和光谱变化.基于光传输变换理论,推导出多色高斯光束经过球差透镜后,焦点附近的强度和光谱分布公式,并进行数值模拟.结果发现,在焦平面附近,轴上奇点分布和光谱变化随着拦截比的改变而改变,当拦截比值小于某一特定值的时候,轴上奇点和光谱奇异现象都会消失.另外,当相位奇点消失时,光谱奇异现象并没有立即消失.当球差系数变大的时候,轴上有些奇点将分裂成两个新奇点,此时通过改变拦截比值的大小,可以看到这些新分裂出的奇点将逐渐汇合,并且慢慢消失.     

旋转双曲面和球面折射成像的球差比较

为研究旋转双曲面及其透镜对轴上物点的成像质量,从双曲面标准方程出发,以折射定律为基础,导出了双曲面折射成像的精确球差公式,并由此计算了双曲面和球面及其透镜成像的球差,比较分析了两种折射曲面的球差特性,发现双曲面相对球面有球差校正作用,双曲面双凸薄透镜的成像质量优于球面双凸薄透镜的成像质量.     

旋转二次曲面折射成像的球差分析

为研究旋转二次曲面及其透镜对轴上物点的成像质量,从二次曲面的标准方程出发,以折射定律为基础,导出了旋转二次曲面折射成像的精确球差公式,并由此计算了不同类型二次曲面及其透镜成像的球差,结果发现,旋转椭球面、抛物面和双曲面双凸薄透镜的成像质量都优于球面双凸薄透镜的成像质量.     

光波导短程透镜基点与主面研究

提出对光波导短程透镜传输理论进行系统研究的思想,推导出短程透镜基点（包括焦点和主点）、主面与焦距的表达式。研究了其焦点、主面的特殊性质,并与传统光学透镜的有关参量进行对比,得出消球差短程透镜下不仅对近轴光线,而且对离轴光线均可实现理想聚焦,以及主平面为一段圆弧的特性,这一工作为短程透镜系统传输理论的建立打下了基础,适用于含短程透镜的系统设计与计算。     

无球差的光学曲面

当今光学仪器中,大都使用球面透镜,而这种透镜易形成较大像差,非球面透镜能够克服球面透镜的缺点,具有很高的实用价值.本文给出几种无球差光学曲面和无球差透镜,利用这种透镜能提高光学仪器的成像质量、简化内部结构.     

一类梯度折射率微球透镜成像质量的评价

应用光线追迹的方法对一类用悬浮扩散共聚法制成的聚合物球对称梯度折射率微球透镜进行纵、横向球差的理论计算。结果表明:这类梯度折射率微球透镜成像的纵、横向球差较均匀介质球透镜大幅度降低,适合应用于集成光学和微小光学系统。进一步计算提示,若将这类梯度折射率微球透镜球心至表面折射率的差值提高到(理论预期的)0.04左右,成像质量将能得到更大的改善。     

旋转椭球面折射成像的球差研究

研究单个折射面成像的球差是研究透镜及复杂光学仪器成像质量的基础.从折射定律出发,导出了旋转椭球面折射成像的精确球差公式,并由此比较了椭球面和球面及其透镜的成像质量.       

一种新型光纤准直器的研究

球对称梯度折射率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、像差小等优越性能.研究用其制作光纤耦合用准直器的可能.通过理论计算证明了:在适当的技术参数下,用球对称梯度折射率微球透镜制作的光纤准直器有望达到较高的耦合效率;试用实验室制备的梯度折射率聚合物微球透镜制作了这种新型准直器,测试了它的光学性能.     

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.     

微光点阴极射线管的研制

高分辨能力、高精度微光点阴极射线管的研制关键，在于高精度高分辨能力的电子枪的设计和研制。木文着重介绍了：１．利用玻壳内壁的导电涂层构成的大孔径、小球差的玻壳主聚焦透镜的设计原理；２．玻壳主透镜在工艺实现中的特殊困难——玻壳炸裂和轴上象散；３．玻壳真空精密成形工艺如何较好地实现了玻壳主透镜的高精度和高强度、最后给出了测试结果。     

基于环形激光的光学系统及其性能评估

基于传统的点状或线条状激光视觉传感器信息量少、解释模糊以及跟踪方向单一等问题,利用正负透镜,开发了一种基于环形激光的光学扫描系统;研究了环形激光成像过程中的球差消除问题.结果表明,该光学扫描系统可以实现环形激光轨迹,球差足够小,能够用于特征提取以及焊缝识别与跟踪.     

旋转二次曲面折射成像的精确公式及应用

当今光学仪器中,大都使用球面透镜,而这种透镜形成较大像差,非球面透镜能够克服球面透镜的缺点,具有很高的实用价值,故对放转二次曲面及其透镜成像质量的研究将有重要意义,本文以折射定律为基础,导出了非近轴光线在旋转二次曲面上折射成像的精确公式,并给出了应用实例。