非球面光学零件超精密加工技术

<正>非球面光学零件是一种非常重要的光学零件,常用的有抛物面镜、双曲面镜、椭球面镜等。非球面光学零件可以获得球面光学零件无可比拟的良好的成像质量,在光学系统中能够很好的矫正多种像差,改善成像质量,提高系统鉴别能力,它能以一个或几个非球面零件代替多个球面零件,从而简化仪器结构,降低成本并有效的减轻仪器重量。     

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.     

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     

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.     

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…     

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.     

LED光源气溶胶探测雷达光学准直结构优化设计

针对LED光源气溶胶探测光学雷达光能利用率偏低的问题,设计一种新型的雷达结构。它由双自由曲面准直匀光透镜和带有非球面镜的Kepler系统二级准直系统构成。准直透镜和Kepler系统前组单透镜使光聚焦于光阑处,再由带有非球面镜的透镜组准直出射。设计的仿真结果表明:光束发散角控制在3°以内,光能利用率达到43.027%,机械总长为207mm,与现有结构相比,光能利用率提高了12%,结构更为紧凑。     

用偏振移相共路剪切干涉仪测量光学非球面

现代光学系统中大量使用了非球面元件,光学非球面表面面形精度要求高,一般不低于λ/4(λ=0.6832μm),使得加工与检测难度极高。本文介绍了一种用于测量光学非球面透镜的偏振移相剪切干涉方法和数据处理方法,该系统具有测量精度高、调整方便、测量速度快、操作简单、对外界干扰不敏感等特点。     

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。     

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。     

小口径非球面碳化钨模具的磁场辅助抛光工艺

小口径非球面光学透镜具有优良的光学性能和广阔的应用前景，但其常用的碳化钨模具由于高硬度的材料特性，加工和抛光难度较大.为获得高质量、高精度的小口径非球面透镜，利用磁场辅助的抛光方式对其碳化钨模具进行加工：首先，通过一系列单因素试验选出合适的金刚石微粉粒度和抛光液成分配比，再采用正交试验探究多种工艺参数对抛光效果的影响规律，确定最佳工艺参数组合.结果表明，使用该组工艺参数抛光可以使检测点的粗糙度由10.3 nm降至3.2 nm,刀纹痕迹明显变浅甚至消失.因此，磁场辅助的抛光方式能够有效改善模具表面的波纹度和粗糙度，对于小口径非球面光学元件的加工具有一定的参考意义.     

旋转二次曲面及其厚透镜的光心探讨

在光学仪器中 ,非球面透镜具有一定的实用价值 ,故对旋转二次曲面及其透镜光学性质的研究将有重要意义 .本文根据等效光学系统理论及光心的概念和性质 ,对旋转二次折射和反射曲面的光心及旋转二次曲面厚透镜的光心作进一步探讨     

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。     

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。     

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     

三片式傅里叶变换镜头设计

应用ZEMAX光学设计软件,对初始结构是由4片球面透镜组成的傅里叶变换透镜进行优化,设计了一个傅里叶变换透镜实现光学相关进行研究。使系统具有结构简单、重量轻、成本低等优点。进一步改进了系统的结构,将系统简化为3片结构。设计结果表明:在截止频率51ly/mm处,光学系统的MTF大于0.8,接近衍射极限,像质优良,满足联合变换相关器的总体设计要求。     

日本东海大学横田英嗣教授来院讲学并举行中日研究生学术交流会

日本东海大学工学部横田英嗣教授应我院邀请,于1987年11月2日至11月10日来院访问讲学,随行的还有8位研究生。横田英嗣教授是日本著名光学专家,他在讲学中除详细介绍了日本光学技术的发展及日本光学教育的现状外,还侧重讲授了光学薄膜设计和光学透镜自动设计以及光学精密加工技术、非球面加工技术等专题,受到国内二十多个单位听讲者的好评。     

光学显微系统的图像质量优化方法

为了改善显微成像系统的照明均匀度和光照度,对透射式显微镜照明装置中的聚光镜进行优化设计.首先,分析由双透镜组成的阿贝聚光镜光轴不对中、通光孔径小等问题对成像质量带来的负面影响.然后,提出用单一非球面透镜替代双透镜聚光镜来改善成像质量的方法.最后,实测聚光镜改进前后的照明装置对显微镜照明均匀度和光照度等关键性能指标的影响.实验结果表明:在20X,40X物镜下,使用单个非球面透镜组成的聚光镜的照明装置的照明均匀度分别达到0.50%和0.66%,比改进前的双透镜聚光镜的均匀度提高5倍;同时,优化聚光镜后的照明装置光照度比优化前分别提高了15%和17%.实际样本实验也表明,使用单个非球面镜聚光镜的照明装置能有效提高照明均匀度和光照度,可以改善透射式光学显微镜的成像质量.     

引入傅里叶变换在光学中的意义

二维傅里叶分析可以简化夫琅和费衍射和菲涅尔衍射的计算,便于光学传递函数的计算和讨论,便于光学信息处理.透镜能实现傅里叶变换,这使傅里叶分析方法在光学中得到卓有成效的应用.     

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。