50mm标准照相物镜折／衍混合设计

在高斯物镜的基础上,通过移去一片负镜片,同时采用折衍混合消色差设计的方法,利用ZEMAX光学设计软件优化设计了一个工作在可见光波段,焦距50mm、视场2w=47°、F／#为1：4的标准折／衍混合型照相物镜．设计结果表明,该镜头工作在可见光波段时,像差得到了较好地改善平衡,具有好的成像性能,是一个实用的照相镜头．     

变焦距物镜高斯光学参数的求解

针对变焦距物镜设计中高斯光学参数求解的难点，利用几何光学和乘子罚函数法对单变倍组与单补偿组、双组连动和多组元全动型等变焦距系统的高斯光学参数求解进行了研究，给出了系统高斯光学参数的求解方法．给出的计算方法不仅可用于求解多组元全动型系统的高斯光学参数，对简单系统的变焦参数求解也有效。     

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。     

复消色EL制版物镜的设计

国内外的复消色差制版物镜,其相对孔径都是1:9。其物镜的结构型式是Apo—Germinare或者Apo—Nikkor。本设计采用Plenar型式的物镜结构,其相对孔径为1:5:6,焦距为150mm,视场为150mm。复消色EL制版物镜是国外近几年的新产品。这次我们对f'=150mm,D/f'=1:5.6最大物面为φ150mm放大倍数为2~x-6~x“的复消色EL制版物镜的进行了设计。生产厂还提出了最好不要使用价格较高的稀土玻璃。现有国内外的制版物镜,凡是复消色的其相对孔径都是在1:9,而这里提出的相对孔径是要1:5.6,故必须在物镜的结构形式上作一些新的选择。下面先讨论采用新结构形式的可能性。     

较大视场的全自动经纬仪望远物镜设计研究

实现电子经纬仪的数字化、自动化,以提高测量精度和效率,对军事应用有重要意义。针对经纬仪自动化设计过程中存在的原望远镜视场角较小、辅助大视场望远系统结构复杂和目标搜索耗时较长等问题,对全自动经纬仪的望远物镜进行了小畸变、大视场化的设计。结合应用条件,通过理论分析和计算,提出望远镜视场角由1°30′提高到5°的指标。基于Cooke物镜结构,应用ZEMAX进行设计、优化和像质分析,得到了满足设计指标的物镜结构,其MTF值在40lp/mm空间频率处超过0.545,畸变小于0.01%,10μm弥散半径范围内包含的能量比例高于80%。该望远物镜的像质优良,提高了目标自动搜索的效率,满足了高精度测量和自动化的要求。     

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．     

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。     

折衍混合F/0.65红外物镜设计

设计了三片式折衍混合,波段范围8～12μm,焦距50 mm,F数达0.65,全视场10°的适用于非致冷焦平面阵列探测器的红外物镜.比较了全折射式的初始镜头与设计的折衍混合镜头,发现折衍混合镜头像质有大幅度的提高.     

连续变倍体视显微镜共用前置物镜的设计

利用共轴系统变焦距象差优化程度设计非共轴系统的定焦距前置物镜，用非常规复杂光学系统优化程度对前置物镜和变倍系统的组合象差进行检验和再平衡，获得优良的成象质量，样机实测结果表明，视场清晰范围及视场中心分辨力均优于国家标准和国际标准的规定。     

500万像素手机摄像头优化设计

由于手机市场对高像素手机的轻薄化需求,利用ZEMAX光学设计软件优化设计了一款轻薄尺寸500万像素手机摄像头。该镜头采用4个塑料非球面镜片,镜头光圈值F为2.5,焦距为4.1mm,采用APTINA公司的AR0542型号截止频率为358lp/mm的CMOS作为图像传感器。设计结果显示,该摄像头光学总长度为5.1mm,各视场像差均小于5μm,在奈奎斯特频率1/2处,大多数视场的MTF值均大于0.5,场曲小于20μm,畸变小于2%,相对照度大于70%,可以获得优质的成像效果。     

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。     

实现长焦深的衍射光学元件设计方法

提出了一种设计长焦深小焦斑衍射光学元件的方法.该方法采用ZEMAX光学设计程序,利用能量守恒原理求解目标函数,并综合考虑焦斑大小保持不变的要求,对目标函数进行了修正,通过修正后的函数来约束输出光束在焦深范围内的轴上位置,从而完成衍射光学元件的相位优化,并求得相应的工艺参数.该元件不但可以使激光束具有长焦深和小焦斑,而且还具有可加工性.焦深范围能达到2 mm,焦深范围内光斑半径在5.32～10.48μm变化,与相同参数的传统光学元件相比,焦深增加了8倍,焦斑半径变化很小,而普通光学元件在此范围内最大焦斑半径达到102.9μm.该方法为长焦深元件的设计、加工与制造提供了可行方案.     

Optimum Combined Lenses for Confocal Biochip Scanning System

IntroductionLaboratory-on-a-chip technology[1 5] has gainedinterest in recent years,and consists of threeclassic steps:sample preparation,biochemicalreaction,and detection analysis.Many researchgroups have used small biochips to studypolymerase chain reaction (PCR) amplification[1 ] ,DNA sequencing[2 ] ,ligase chain reaction(LCR) [3] ,dielectrophoresis of cell separation,andcapillary electrophoresis[4 ,5] .Some importantbiochip detection systems[6 8] have been developed,such as the dual-la…     

长焦距复消色光学系统的设计

对超长焦距复消色光学系统的光学设计过程进行了详尽的介绍,应用ZEMAX软件进行了光学设计仿真与分析,讨论了由超长焦距带来的复消色难题,分析了几种校正二级光谱方法的优缺点,分别采用特殊玻璃(TF3)与普通光学玻璃进行了设计,针对使用特殊玻璃所引起的环境友好与工艺性问题进行了探讨,通过玻璃特性对比得到了使用常规玻璃替换特种玻璃的结果.使用特殊玻璃的设计结果表明:系统的最大轴向色差不超过0.02 mm,在使用的全波段内得到了复消色结果,并且主光线与能量中心的偏差控制在了1μm内,其他像差也均达到或超过了设计指标.     

一种用于光电火控的变焦光学系统设计

设计了一种变焦比为4的连续变焦系统,用该系统构成的变焦电视摄象仪可实现对远距离空中目标的探测.其特点是变焦可以实现全自动化和数字化控制.     

红外变焦距光学系统的研究

基于战场环境要求红外光学系统不仅可以兼顾大视场搜索,还能够满足小视场瞄准跟踪的需求,针对160×128元非制冷焦平面阵列探测器,设计了8~12μm波段折射式长波红外连续变焦系统。该系统变焦过程中相对孔径不变,F数为3,变倍比为15∶1,在20~300 mm范围内可连续变焦。用ZEMAX光学设计软件对设计结果进行像质评价,结果表明,系统的调制传递函数接近衍射极限,成像质量优良,满足光学系统的设计要求。     

共轭法测薄透镜焦距中误差问题

共轭法是一种较为准确和简便的测量薄透镜焦距的方法。这种方法要求物和像的距离 (设为 a)大于 4倍焦距。 a值的取值范围与测量误差有关 ,本文作者阐述了 a值的取值范围与测量误差的关系     

基于COM技术的开发式数控系统插补组件分析

数控系统正逐步向着灵活性、组件化、可重构的开放式体系结构的方向发展。用软件复用，软件重构等软件开发新技术对开放式数控系统进行研究，已成为一种趋势。在系统阐述COM组件技术的概念及特点的基础上，分析了基于COM技术下的开放式数控系统的特点，并对数控系统组件进行系统划分与分析。利用COM技术的二进制语言无关性，进程透明性，可重用性及接口规范性等特点，对数控插补组件的实时，插补组件接口设计，插补组件对象的创建进行了研究。将所开发的插补组件与其它数控组件进行连接，取得较好的效果，同时对数控组件的实时性进行了分析。