环境温度对光学系统影响的研究及无热系统设计的现状与展望

空间环境温度的变化对在空间环境下使用的光学系统影响很大。针对此类问题，近年来国外逐渐提出了“无热设计”的概念。本文分析了国内外在此领域的历史与现状，并介绍了国外典型的无热设计技术，同时也对我国在此领域的研究前景进行了展望。

非球面主反射镜检测用支撑结构的优化设计

在工程分析软件ＳＳＡＰ９１上，应用有限元分析的方法，优化设计出Φ５００ｍｍ非球面主反射镜的支撑结构，将此使用在干涉测量中，为非球面的数控加工提供可靠的面形误差数据。

大口径衍射光学束匀滑器件的研制

采用爬山 -模拟退火混合优化算法 ,选取合适的权重因子 ,改善了衍射光学束匀滑器件的设计性能 ,其顶部不均匀性小于 1 % ,能量利用率优于 95%。采用旋转镂空掩模板 ,加工出 1 80的束匀滑器件 ,并进行了实验研究 ,获得了较好的束匀滑光强包络。为获得真实的束匀滑分布、改善顶部均匀性、提高抗波前畸变宽容度 ,选取特定的焦面采样间隔进行了精细化设计。

有限无法与优化技术相结合的方法及应用

讨论了工程分析中两大基本工具——有限元法与优化技术相结合用于空间光学仪器设计中的问题，并结合具体实例，论述了优化目标、状态变量等优化参数的选择及其显函数方程的建立，为工程设计提供了科学的依据。

空间光学系统无热化设计

在空间光学系统无热化设计时，需要考虑机械结构的热性能对系统热稳定性的贡献．满足系统总光焦度和消热差、消色差要求，解出各光学组元的光焦度．再在保持光焦度不变条件下进行像差平衡．本文以成像光谱仪为例，对反射系统进行了热分析，对折射系统介绍了无热化设计的原理和方法，并给出了设计结果．

球面主反射镜基体形状选择

分析指出重量和变形两项技术要求不能直接衡量主反射镜性能，采用有限元法计算了双拱、双凹、弯月和平背四种形状主反对镜的自振频率，并通过它来衡量主反射镜的动态刚度，以寻求重量轻、变形小的主反射镜基体形状。

光学仪器结构动态分析设计方法探讨

阐述了动态分析设计作为一种现代设计方法在光学仪器研制开发中的必要性、目标及任务，探讨了动态分析设计的基本方法，列举了应用实例说明动态分析设计方法给人们带来的益处。

基于APD阵列的闪光雷达光学系统设计

基于雪崩光电二极管(APD)阵列的闪光雷达是一种非扫描3D成像激光雷达,为实现APD阵列非扫描成像,设计了一套正交光栅衍射分光光学系统。利用伽利略望远镜对532nm脉冲激光进行准直扩束;针对APD阵列的特点,使用二维正交光栅和聚焦透镜对扩束光进行衍射分光,光斑经发射-接收分光镜和发射透镜后照明APD像元的瞬时视场;利用发射-接收分光镜使发射光路与接收光路分开。使用ZEMAX软件对准直扩束和衍射分光部分进行了仿真,并对发射和接收透镜进行了理论分析和计算。设计的光学系统符合32×32像元APD阵列成像的要求。

新型在线光学絮凝检测仪的原理、设计与制造

对悬浊液透光率与杂质颗粒粒径、浓度的关系进行了理论分析，指出悬浊液透光率脉动值，可以很好地反映悬浊颗粒絮凝程度，给出了悬浊液透光率相对脉动值（R）与悬浊颗粒粒径（a）、浓度（N）的关系。以此为依据，研制出了以测定悬浊液透光率相对脉动植（R）为基础的新型在线光学絮凝检测仪。

能动薄主镜受均匀冲击载荷的计算模拟

以６２４ｍｍ抛物面能动薄主镜为例建立了三维有限元模型，准确地计算出薄主镜的重量。对镜面受以下几种均匀冲击载荷时各单元、节点上的变形和应力分布情况进行了计算：加力驱动器均匀支撑分布，薄主镜水平放置和垂直放置，载荷加速度分别以ｇ，３ｇ，５ｇ，６ｇ，７ｇ，９ｇ和１０ｇ表示。

紫光高均匀照明实验装置及结构设计

介绍了一种可对分步重复投影光刻机照明系统性能进行研究的紫光高均匀照明实验装置及总体结构设计。说明了在该装置的结构设计上所遇到的主要问题及解决方法。使用此装置可以对照明系统在多种不同照明条件下的照明均匀性等性能进行实验研究；并且可与光刻物镜、工件台组合成一套曝光系统，开展微细加工光刻技术的曝光实验研究。

多重结构的体全息存储傅里叶变换光学系统设计

分析了体全息存储傅里叶变换光学系统的设计要求和光学参量的确定。采用多重结构方法对傅里叶变换镜头的正向和逆向光路同时进行了优化,可实现对两对物像共扼位置控制像差。给出了前后组焦距分别为44mm和40mm的达到衍射受限要求的4片型球面全息存储光学系统的设计结果。

平面集成微透镜阵列的研制

介绍了集成微透镜阵列光学器件 ,建立了开孔式离子扩散的数学模型 ,并对求解结果进行了分析和讨论。设计了离子交换型平面集成微透镜阵列的工艺流程及具体工艺参数 。

光学系统设计中全局优化方法的实现

把变尺度法用于光学优化设计中，同时使用了“逃逸函数”技术，从而实现了光学系统设计的全局优化。在使用逃逸函数时，两个因子Ｈ和Ｗ的确定是能否“逃逸”优化“陷井”的关键。用这种技术借助于Ｃ语言开发的程序成功地设计了一典型的光学系统。

提高大口径金属主镜面形精度的方法

分析了影响Ｒｉｔｃｈｅｙ－Ｃｈｒｅｔｉｅｎ光学系统中金属主反射镜面形精度因素，采用有限元法对主镜的加工过程及其安装进行了模拟。指出提高主镜的面形精度，既要合理主镜材料的热处理工艺，也要对加工参数进行控制。良好的稳定化处理可以有效地消除材料内部的残余应力，保证主镜尺寸的稳定性。提高加工基准的精度，并采用组合加工镜面，可以大大提高主镜的面形精度。最后。

主反射镜轻量化工程分析计算

采用了空间遥感相机主反射镜背部打圆孔的轻量化方案，对轻量化主镜进行了ＣＡＤ实体模型构造及重量和轻量化率的计算，建立了轻量化主镜的有限元模型，进行了静力学和动力学分析和计算，并对轻量化和未轻量比的主镜的自振频率进行了比较。计算结果表明，主镜的轻量比设计满足技术要求，轻量化主镜的动态刚度、比刚度得到提高，轻量化率达３０％以上，并还有轻量化的余地。上述结果对主镜的改进设计有重要的意义。

裂隙灯生物显微镜数字化成像系统设计

基于国内普遍采用的YZ5E系列裂隙灯显微镜,采用CanonPowershotA70数码相机作为数字图像采集设备,构造了裂隙灯显微镜数字化成像系统。在裂隙灯原照相光路的基础上,调整了场镜的参数,并设计了天塞式接口透镜,较高质量地实现了裂隙灯图像的数字化。该系统设计对其他类似数字成像系统研制有参考意义。

激光调阻机光学系统设计

激光调阻机是用于片式电阻阻值微调的一种关键设备,由光学系统、阻值实时测量系统、精密机械系统、自动上下料系统、计算机控制系统等构成。调阻精度可达1%。在激光调阻机中,光学系统是非常重要的组成部分,它影响着激光光束质量、调阻的速度和精度。本位介绍了一种光学系统设计方案,论述了各个组成部分的构成和设计要求。通过实际的工作验证,此设计方案合理、实用。

光学仪器参数化设计软件系统（OIPS）的开发

本文论述了ＣＡＤ新技术—参数化设计。从先进的ＣＡＤ软件出发，描述了参数化建模的基本方法及特征建模、约束建模、变量几何推理式草图设计等新技术。介绍了光学仪器参数化设计软件系统（ＯＩＰｓ）的结构、功能特点，并以一实例加以说明。

光学镜头基本结构计算机辅助设计

本文在ＡｕｔｏＣＡＤ平台的基础上对常用光学镜头基本结构进行参数化和模块化自动设计。根据光学系统外形尺寸可以一次性设计出结构装配图，而且可以从装配图方便地分离零件图。同时还提供了多种结构形式供设计者选择。