紧凑型内调焦全站仪物镜设计

该文利用ZEMAX设计软件设计了远摄比小、前正组项焦距长的全站仪物镜，讨论了结构选取、各组元光焦度分配、负组调焦距离与视距的数值关系等问题。设计的物镜焦距厂f'为250mm，总长为142mm，前正组顶焦距大于95mm，最小视距为2m。设计中应用ZEMAX Program Language建立操作符对前组项焦距进行控制。结果表明．设计的物镜远摄比小．像差得到很好校正。     

大口径椭球型单管X射线聚焦镜设计与仿真

针对同步辐射光源点到样品距离长的特点,设计了镀膜与非镀膜这2种大口径椭球型单管X射线聚焦镜,并利用带有面型误差模型的仿真程序模拟了这2种大口径椭球型单管X射线聚焦镜的聚焦性能．结果表明:镀Ir膜的大口径椭球型单管X射线聚焦镜的入口直径、焦斑尺寸、焦深分别为19.0 mm、7.1 μm和0.2 mm,接收立体角约为未镀膜聚焦镜的3倍;未镀膜聚焦镜的入口直径和焦斑尺寸分别为15.0 mm和6.4 μm,焦深为镀Ir膜聚焦镜的4倍．分析了大口径椭球型单管X射线聚焦镜的面型误差对其焦斑尺寸的影响,讨论了大口径椭球型单管X射线聚焦镜的应用前景．      

一种新的线扫描快速成型工艺方法

一种新的线扫描选择性激光烧结快速成型(SLSRP)方法可以提高对大工件的加工质量．它与一般振镜点扫描完全不同．它使用柱面透镜组将CO2激光器输出的圆光束改变为扇形光束,从点(0．14mm)到最大线长(40mm)实现无级变长以适应烧结层面的几何形状．保证不同长度激光线上的功率密度恒定并满足在30mm／s的扫描速度下对各种有机粉末材料进行有效烧结．应用实践证明这种线扫描工艺的加工质量尤其是对大工件的加工质量优于振镜点扫描的工艺方法,可以很大地扩展SLS RP工艺的应用范围．     

鱼眼镜头的光学系统设计

鱼眼镜头是一种焦距极短但视角很大的镜头.紧凑型鱼眼镜头光学系统的工作波段在可见光范围内,全视场为172°,能很好地解决广角镜头的轴外像差和边缘像面照度问题.设计的鱼眼镜头光学系统具有结构简单、体积小、成像质量好的特点.系统总长80.9 mm,后工作距离为18.8 mm.所选像元尺寸为12μm×12μm,像素数为1 280×1 024时,CCD对应的空间分辨力为27.2 lp/mm,边缘视场的MTF值最小,优于0.60.设计结果较理想.     

激光粒度仪中的短筒功率谱采集物镜设计

为了满足测粒范围要求，光学衍射式激光粒度仪需要配备多种焦距透镜，其中长焦距透镜会使 仪器结构庞大。提出一种正负结构的远距型功率谱采集透镜设计方案，其中前组固定，更换后组透镜实现焦距F500、F800和F1000的变化，系统筒长小于600mm，并给出设计结果。该透镜系统适用于多种焦距值切换的光学系统和仪器的小型化。     

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。     

新型精度射击激光模拟系统设计研究

针对目前激光射击模拟训练系统存在的诸多问题,提出了一套新型精度射击激光模拟系统设计方案。该方案将激光图像远距离成像与激光弹着点数字化自动判读技术结合起来,实现了激光模拟射击系统的紧凑化及便携式实用化设计。系统光学设计采用了高分辨率长焦且高摄远比(1∶2)系统,实现了远距离靶面图像信息的实时捕捉与同步数字化。数字图像传递至微机后再经过灰度化、二值化、光斑质心位置提取计算及中值滤波等算法处理,可以消除背景杂散信号干扰影响,同时确定弹着点位置。该系统具有设计方案新颖、原理简单可靠、精度高、无需专用靶、成本低等优点,具有很大的推广和应用前景。     

椭球形单毛细管在材料微区分析中的优化

介绍了旋转椭球单毛细管的传输特性,并围绕其在材料的微区分析领域中的应用进行优化设计.用模拟计算的方法,计算了点光源和面光源条件下椭球管传输性能随管长、截取位置变化的规律,并计算得到300μm 面光源条件下椭球管最佳光强增益条件:椭球管参数半长轴250mm,半短轴0.5mm,管长200mm,会聚光斑40μm,光阑尺寸100μm 时增益为175倍.经椭球管会聚后出射的X射线焦斑尺寸更小,功率密度增益更大,显著提高了分辨率,更有利于材料的微区分析.      

大口径空间望远镜变形镜校正能力分析

为满足大口径长焦距空间望远镜在轨像差校正的要求,提出采用出瞳变形镜技术方案。首先分析了在轨误差源以及主动校正像差的必要性,建立了变形镜高斯影响函数模型,给出变形镜控制矩阵和控制电压解算方法;在此基础上,通过对波前畸变模拟校正误差分析,确定方法的有效性。通过有限元对主镜在轨工况条件分析,得到离散点坐标值及相应的位移值,处理数据用于出瞳变形镜校正,完成在轨主动光学校正全链路仿真。     

Gene Disease Diagnostic System

IntroductionBinary optics[1,2 ] is a new technology which uses amicro- ion- etching film layer on a thin glass plateinstead of a common cubic glass lens.With binaryoptics,optical elements (such as lens andgratings) can be fabricated as integrated circuit(IC) devices.The binary optics can be integratedinto a laboratory on- a- chip[37] ,which includes thethree classic steps,sample preparation,biochemical reaction,and detection analysis.These small biochips have been used forpolymerase chain rea…     

透明物体经透镜成像的光场分布

给出均匀透明物体经透镜成像后观察面上的光场分布公式,计算了焦距和二倍焦距处观察面上的光波复振幅和光强。结果表明,焦点处观察面上的光场分布函数为一脉冲函数,而在二倍焦距处观察面上的光场与物体后表面的光场分布函数仅相差一个位相因子。     

聚合物微透镜阵列的光学性能测试

本文测试了用按需滴定技术制备的聚合物折射微透镜阵列的焦距、透光性、表面粗糙度、波象差、阵列均匀性等参数,并分析了折射型微透镜阵列的光学特性。测试结果表明,用这种方法制备的微透镜阵列具有很好的光学性能和几何形状,焦距在8～10范围内。     

共焦法在不同环境对定焦间距精度的影响

大口径长焦距光学元件的测量一直没有好的解决办法,现利用激光共焦组合焦距测量原理对光学元件进行测量。由于焦点之间的间距值误差传递系数最高,所以要对定焦间距进行准确定焦。对包括被测超长焦距的透镜和未包括超长焦距透镜的激光共焦系统进行两次精确定焦,通过测量两定焦焦点位置之间的距离来获得定焦间距;并在不同的环境下反复测量,以观察环境对于测量精度的影响。通过测量结果可以知道,利用有机玻璃框隔离时测量精度更高,标准差可以达到0.005 4。     

含有塑料双层衍射元件的微光夜视折衍混合物镜

为满足微光夜视光学系统的轻小化要求,利用塑料双层衍射元件研制了一款折衍混合微光夜视物镜系统．系统在整个设计波段任意波长的衍射效率均大于90％,有效地提高了光能利用率和成像对比度．系统的视场角为32°,有效焦距为32mm,直径为26mm,长度为49mm,重量为28g;调制传递函数（MTF）在35lp／mm时,边缘视场达到0．4以上,中心视场达到0．7;满足超二代微光探测器的成像要求．同时给出了双层衍射元件的二元面特征曲线,当每周期刻蚀8个台阶时,最小特征尺寸为15．63μm,易于塑料光学元件的挤压成型．     

中等视场大相对孔径水下两档变焦光学系统

研究了水下两档变焦光学系统的设计方法并给出了具体设计实例。采用轴向移动变焦方式,变焦过程中相对孔径保持不变,相对孔径为1/1.4,系统变焦比为2,在水下的宽视场角为60,°有效焦距3.6 mm,用于大范围内搜索目标;窄视场角为20°,有效焦距7.2 mm,用于对目标进行具体分析。在空间42 lp/mm处的宽视场和窄视场的光学传递函数值均大于0.4,成像质量较好。既满足了水下成像对大相对孔径和较大视场的要求,又能够在大范围内搜索目标,小范围内对具体目标进行分析,满足实际应用的需要。     

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.     

用于地面模拟平台测试光学相机的设计

航空相机检测设备在出厂前需要更高精度相机调试,设计了一种应用于航空相机检测设备-地面模拟平台调试的相机。该相机通过使用非球面镜提高相机的图像质量并减轻整体重量,要达到相同成像效果的球面镜组需要8片透镜,使用非球面镜减轻了相机的重量和体积,设计的光学系预期统焦距为80 mm,最终光学系统的MTF优于34%@91 lp/mm。投入加工并组装相机测试,测试结果表明,非球面镜片达到制造标准,相机的分辨率、成像清晰度和焦距均符合设计要求。     

高功率激光系统空间滤波器的重要参数

提出空间滤波器的透镜焦距需同时满足真空度和透镜球差最小的要求,滤波小孔的发散角必须小于某一定值才能有效滤除高频分量,并由此计算出本文所用高功率激光系统中的空间滤波器的小孔孔径约为20倍衍射极限.同时,分析了滤波小孔在光轴上所处位置的范围,即得出只要处于距焦平面1.04mm的范围内都是合理的结论.利用光学设计软件Fred建立模型进行验证,模拟结果表明,根据本文提出的计算方法所设计的空间滤波器能够有效地滤除系统中的高频分量和杂散光.     

激光二极管端面泵浦Er,Yb:YAB微片激光器的热效应研究

文章利用激光二极管泵浦Er,Yb:YAB晶体,实验获得290 mW的连续单横模1.5μm激光输出,激光转换的斜效率为8.5％.在此基础上,利用刀片法实验测量了Er,Yb:YAB晶体的热焦距随泵浦功率的变化关系,泵浦功率5W时,晶体的热焦距仅为10 mm,实验结果与理论预测基本相吻合.     

折射-衍射混合消色差显微物镜的光学设计

应用像差理论,在ZEMAX软件中对里斯特型折射-衍射混合消色差显微物镜的几何结构、像差特性进行研究.通过分配折射-衍射混合元件的光焦度校正位置色差;通过调整透镜的形状因子、衍射面的相位系数、选择适当的光学玻璃材料,校正球差和彗差;利用残留色差平衡球差和彗差.设计得到的显微物镜由两片同种常规光学玻璃基底的单透镜构成.研究表明:在光学设计中合理地应用衍射元件色散性能,可以设计出具有成像质量好、结构简单、质量轻的镜头.