大相对口径大线视场光学系统的设计

文章论述了用于红外远距离探测的光学应是全反射式的大相对口径、大视场的离轴非球面系统。给出了一个通光口径为Φ600mm,相对口径1:1.67,线视场为±5°的设计结果。     

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。     

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。     

掺杂KZnF3：Cr^3＋激光晶体K^＋空位三角晶场参量研究

用Ｎｅｗｍａｎ的叠加模型研究了ＫＺｎＦ３：Ｃｒ＾３＋晶体Ｃ＾３＋－ｋ＾＋空位的三角晶场参量。研究表明，晶格畸变对晶场的贡献不可忽略，进一步证实了晶格畸变：Ｃｒ＾３＋离子上方三个Ｆ＾－离子下方三个Ｆ＾－离子分别偏离［１１１］晶轴２．６６１°和－１．１４９°。     

局部视角无畸变的运动目标检测加速算法

针对大视场视频监控系统球形视场畸变严重以及要求实时处理等问题,提出了一种球形视场内局部视角无畸变快速展映方法,实现了大视场条件下运动目标检测的加速。打破现有算法先完成图像畸变校正,后进行目标检测的惯例;仅对球形视场内运动目标所在的局部视角图像进行畸变校正和识别等操作,大大减少了计算数据量,降低图像处理的时间开销,在保证识别准确的前提下,满足了监控系统实时在线处理的要求。最后,对不同分辨率、不同视场角的摄像机进行了多组畸变校正及运动目标检测实验,并将实验结果与现有算法进行了比较。实验结果验证了所提算法对大视场图像采集设备进行无畸变运动目标检测的可行性和高效性(加速5倍以上),为低成本大视场视频监控系统的实时、准确的目标检测、识别奠定了基础。     

Bézier曲面后视镜

根据Ｓａｓｉａｎ的面对称光学系统的象差理论，全面分析了球面后视镜的成象质量。在后视镜设计中需要控制的象差主要是失真变形、二次方畸变Ⅰ和二次方畸变Ⅱ，以及立方畸变。建议将Ｂéｚｉｅｒ曲面引入后视镜设计，计算和实验都表明Ｂéｚｉｅｒ曲面后视镜可以在不过多地、整体地缩小曲率半径的前提下扩大视场范围。     

新型线列CCD热钢坯长度在线测量系统

提出一种新型线列ＣＣＤ热钢坯长度在线测量系统。该系统采用三块线列ＣＣＤ图像传感器，侧向斜视热钢坯，在有效视场内，对于钢坯±４００ｍｍ的中心偏移和±１５°以内的偏转角，能进行有效的测量，相对测长误差≤±０．６３％，采取适当措施，测量系统能在恶劣的现场条件下可靠地工作。     

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.     

阵列波导透视式AR眼镜光学系统设计

针对当前市场上AR眼镜存在的功耗大、重量重等不足,提出阵列波导透视式AR眼镜光学系统设计。对AR眼镜的光学系统进行了设计,采用微型OLED显示器作为像源,由阵列波导与目镜系统组成成像光路。实现了36°视场、6mm×10mm眼动范围、全彩色显示,调制传递函数MTF达到全视场大于0.5、畸变像差小于1%、垂轴色差小于0.003mm的成像效果,保证了佩戴者使用时的观看效果以及佩戴舒适度。     

磁流变抛光光学非球面元件表面误差的评价

正确评价抛光后光学非球面元件表面面形的波前畸变是确保实现光学非球面元件超精密制造的关键。该文提出了结合功率谱密度法和残余误差法并考虑非球面元件表面中频误差的综合评价方法。将提出的综合评价标准应用到磁流变数控抛光过程中,进一步明确了表面残余误差与抛光工艺参数之间的关系,建立了有效消除表面残余误差的抛光工艺规范。按照这一工艺规范制造出一块抛物面光学反射镜,其面形精度达到λ/30(λ=0.6328μm),残余误差为3λ/1000。该方法可为深入开展高精度磁流变抛光技术研究提供参考。     

照相镜头设计中非球面的应用

利用非球面在改善成像质量方面的优势,在镜头设计过程中引入了偶次非球面,根据理论计算和ZEMAX软件的优化,设计出一个成像质量优良的高斯镜头,通过该实例对球面设计和非球面设计进行了比较,论证了非球面在照相镜头设计中的优越性．     

光功率稳定LD驱动力敏传感器的研究

在论述了光驱动力敏传感器工作原理的基础上．提出了实用化的闭环振荡式的压电晶体测为光驱动方案．采用光反馈稳定的３ｍＷＬＤ做光源．光驱动距离这５００ｍ．微功耗为敏传感探头总功耗仅为０．２７５ｍＷ．文中介绍了这种新型传感器的设计思想和实现光驱动的几个关键技术问题．给出了测量力参数的实验曲线．     

仿真在光学课程教学中的应用

光学课程中涉及大量的光学系统计算,计算机仿真在光学系统的像差计算、成像系统光束传输计算等方面具有重要的应用。文章结合研究生课程《工程光学》和《光学系统CAD》教学经验,利用Matlab,C ,对激光束准直的非球面光学系统以及光子晶体Bragg光纤结构进行了计算机仿真,对培养研究生进行计算机仿真优化设计具有积极的参考意义。     

非球面近视眼镜片的优化设计

利用人眼睛的光学系统模型,阐述了非球面镜片的数学方程,并根据像差理论,基于PC片(聚碳酸酯)材料设计了一款折射率为1.59的屈光度为-4.00 D的双非球面近视眼镜片.镜片的中心厚度为1.3 mm,在直径为65 mm的边缘处厚度仅为2.3 mm,试验结果表明,该镜片完全能满足成像要求.     

物镜后型多面镜激光扫描系统的光学特性

本文从高斯光束理论出发,讨论物镜后型多面镜激光扫描系统的扫描像点轨迹、分辨率、场深、扫描非线性、过充满和欠充满等光学特性,以探讨设计的规律性。     

位于平行光路中的光楔产生的畸变

位于平行光路中的光楔产生畸变像差,它产生的畸变是光楔顶角α、光轴入射角Ｉ和视场大小的函数。为分析讨论清楚这些问题,文中建议光楔畸变用两个正交分量Ｄｘ和Ｄｙ表示,并给出大光轴入射角光楔畸变显式计算公式和关于视场的３阶近似计算公式,以及正方形物体经光楔成像后各边的斜率解析式。分析和计算都表明,正方形物体经光楔所成的像是凸侧面的钟形而不是凹侧面的钟形。     

菲涅耳照明透镜设计

在照明灯具中菲涅耳透镜代替平凸透镜有许多优点。本文描述了菲涅耳照明透镜的设计原理、计算方法及参数选择。所获得的菲涅耳照明透镜有非常好的性能。文中给出了测试结果。     

渐晕对面阵CCD高温计精度的影响及校正方法

基于面阵CCD(chargecoupleddevice)的高温计由于存在光学系统渐晕,直接测量得到的温度场会发生严重畸变,大大降低了测温精度.因此,根据辐射测温及几何光学理论,建立了基于面阵CCD温度场测量的温度畸变数学模型.分析了光学参数对温度场测量精度的影响,并提出了一种基于图像邻域灰度梯度分布稀疏特性的渐晕系数估计方法.该方法与利用积分球标定方法相比,其渐晕系数估计的最大绝对误差为0052,且其有效性在铸坯表面温度场校正实验中得到了进一步验证.     

光纤SCM系统中LD调制线性特性分析

本文简介光纤微波副载波多路复用技术的优点,还对光源非线性引起的交调失真进行了理论分析,得出了具体的计算公式。文章最后分析了如何确定一个系统的调制深度和传输容量。     

畸变补偿在光电测量系统中的应用

采用补偿方法对光学系统本身的畸变进行校正补偿.  在畸变校正原理的基础上, 利用畸变校正装置对光电测量系统进行畸变校正,  并进行实验分析.  结果表明, 该校正方法可减小因光学系统畸变导致的测量误差, 通过三次拟合方程补偿后, 在全视场范围内, 系统的测量精度为0.244个像元.  