胶层固化对反射镜面形影响的仿真与试验

研究了用厚胶层进行光学零件之间的黏结操作时,胶层固化后其收缩力对反射镜面形的影响。首先,分析了胶层固化过程中胶层对光学元件产生拉应力的原理,找到了胶层固化过程中产生收缩力的主要因素。其次,建立了反射镜胶结组件的有限元模型,采用等效热变形法仿真分析了胶层收缩对反射镜面形的影响,分析发现胶层的等效线胀系数不能直接采用收缩率代替,而将材料的收缩率转换为胶层的等效线胀系数后,分析结果与试验结果吻合较好。最后,提出了减小胶层收缩对反射镜面形影响的改进方案。试验结果表明:黏胶方案改进后,胶层固化过程中的收缩力引起反射镜中心区域鼓包的PV值从0.574λ减小为0.064λ,镜面面形均方根值从0.127λ减小为0.038λ,这些结果显示胶层固化过程中产生的收缩力对反射镜面形的影响得到了显著改善。

大口径空间光学反射镜面形动力学响应分析

反射镜的面形精度是保证空间望远镜成像质量的关键因素,随着空间遥感器口径的增大以及光机结构的轻量化使得反射镜结构刚度越来越低,从而使得反射镜的面形非常容易受到环境微振动的影响。然而,遥感器在轨工作状态下,星上具有多种振动源,如步进电机、动量轮、机械制冷机等。为了研究扰动源对反射镜面形动态误差的影响,提出了一种基于模态叠加和泽尼克多项式拟合的面形动力学响应分析方法。对于每一阶模态,其光学表面的振型均可以表示为一组泽尼克多项式的线性组合,并得到一组泽尼克系数。然后,通过模态叠加法可以求出反射镜表面整体的动态面形误差,该误差是由泽尼克系数所表示。由于每一项泽尼克系数对应明确的物理像差含义,所以通过该方法可以方便地分析微振动引起的光学面形响应以及系统像差。

控制球形目标成像的全向反射镜面设计方法

针对常规全向反射镜面设计方法对球形目标会产生较大的形变和由于形变带来的区域间颜色互相影响的问题,分析得到了控制球形目标成像所需满足的四个基本要求,进而提出了一种控制球形目标成像的全向反射镜面设计方法。该方法利用具有凸型反射镜面基本性质的双曲线面型作为反射镜面的基本面型;以在单视点约束条件下所确定的目标特征点与成像特征点间的关系为依据,采用遗传算法得到反射镜面的面型参数。将该设计方法得到的反射镜面与水平无畸变反射镜面、锥型反射镜面的效果进行了比较,仿真与实际效果说明了设计方法的有效性。

星间相干激光通信中反射镜面形畸变状态下通信性能的研究

单个激光波长受卫星相干光通信系统中反射镜的影响,其波前将会发生不可预期的变化。研究了波前在单个反射镜面形畸变下的变化,并分析了它对卫星相干光通信效率的影响。仿真结果表明,畸变位置处的峰谷值是影响激光波前的主要因数,而畸变的大小对链路性能的影响却有限。

反射镜面形畸变对相干激光通信的影响

研究了相干激光通信系统中由反射镜面形畸变造成的信号光波前畸变,进而分析了信号光和相干光波前失配引起的相干效率下降以及误码率的上升。仿真结果表明,反射镜面形的峰谷值对通信链路性能影响较大;相比而言,畸变的大小对于链路性能影响有限。

探照灯反射镜面的设计与利用

利用一阶微分方程解法得出探照灯反射镜面是由光源在原点的一条抛物线绕对称轴旋转而成的旋转抛物面。进而得出探照灯反射镜面的两个性质及在生活中的利用。

具有高对比折射率的亚波长光栅反射镜面

超薄、高反射率镜面的发展可以大幅度地降低下一代DVD播放器中产生激光的成本。

Wolter Ⅰ型反射镜面形检测装置的改进

研制出基于长程轮廓测量仪原理的Wolter I型反射镜面形检测装置。为提高该装置测量精度,重点介绍在原有装置基础上所做的扫描光学系统结构和探测器件两方面的改进。利用五角棱镜的光学特性消除导轨运动误差;用位置敏感探测器替代CCD探测器,提高面形检测装置的理论测量分辨率。对改进后新面形检测装置进行定标和样品实测实验,并与原实验数据进行比较。结果表明:新面形检测装置倾斜度测量均方根误差为1.7μrad,轮廓高度测量误差峰谷(PV)值为56nm,测量精度明显提高。为下一步精细加工Wolter I型反射镜面形奠定了基础。

反射镜浮动支撑的应力与变形分析及支撑参数的优化

本文利用有限元分析对均匀压力浮动支撑的反射进行了应力、变形分析，利用优化方法计算了反射镜面变形的ＲＭＳ值，并给出了均匀压力浮动支撑的最佳接触角．

MOEMS阵列光开关的微反射镜的制作

通过各向异性湿法腐蚀工艺利用(110)硅片制作了8×8阵列光开关的微反射镜阵列,反射镜面为{111}面,表面粗糙度低于10nm, 垂直度好于用同样的方法在(100)硅片上制作的反射镜.

关于薄膜反射镜成形机理的研究

聚酰亚胺薄膜反射镜是近几年发展起来的新概念。以Karman方程为基础讨论了薄膜反射镜的成型原理，分析了外载荷对薄膜反射镜面型的影响；给出了非线性耦合Karman方程的求解方法；以一种聚酰亚胺圆薄膜为例，用有限元法对Karman方程进行了数值求解，用zemike多项式拟合方法得到了圆薄膜在外载荷作用下的近似解析解，证明了把Karman方程解析解表示为多项式的合理性；用有限元法得到的不同外载荷作用下的薄膜的变形分析证明了通过控制外载荷的加载方式和载荷强度可以控制薄膜反射镜的面形，改善反射镜像差。

平面镜系统转动时反射光线的变化规律的研究

本文对由任意数目平面反射镜组成的光学系统转动时反射光线的变化进行研究,确立并论证了系统转动前、后反射光线的变化规律。

前反射镜在背投彩电中的应用

简要介绍用于背投彩电的普通反射镜和高反射膜面反射镜两种反光板的性能比较,从理论和实践上证明,采用高反射膜的膜面反射镜可以提高背投彩电的亮度、对比度和分辨率,消除重影现象。

机载摆扫式光谱仪高转速三面摆镜设计与优化

为满足机载摆扫式光谱仪在25Hz扫描频率下工作的要求,设计了具有三面反射镜的摆镜结构。首先,计算镜面反射区域面积与旋转轴偏离量的关系,通过比较摆镜布置不同数目反射镜时的性能,设计了围绕旋转轴布置三面反射镜的摆镜结构形式,通过600r/min的转速即可完成每分钟1 800次的高频摆扫;同时采用匀速摆扫的运动方式,降低了摆镜的控制难度,提高了系统的稳定性。然后,采用拓扑优化、集成优化等方法对摆镜结构进行了优化,摆镜最终质量为5.28kg,轻量化率达到58%。最后,通过有限元仿真计算得到:摆镜在机载平台600r/min转速离心力与1 g重力的作用下,面型精度RMS值优于λ/20,基频达到1 199Hz,具有较高的力学稳定性,满足机载摆扫式光谱仪的高扫描频率要求。

大面积激光光幕靶有效靶区的建模分析及优化

目的 研究大面积激光光幕靶有效靶区的光路结构合理性 .方法 对椭圆柱面反射镜及圆柱面反射镜分别进行了建模分析及优化 .结果 分析结果表明 ,两种模型都能满足大面积有效靶区及像差要求 ,且各有优势 .

镜面屏设计 非一般的视觉享受

从2007年的液晶市场来看，22寸宽屏液晶开始逐渐走入寻常百姓之家。无论是16：10的黄金视觉享受、灰阶2ms响应时间的普及，还是高达2000：1的动态对比度等等这些主流性能指标都为22寸液晶的快速普及大行其道，华硕去年底推出的MW221C除了具备以上高性能参数．更是独享抗反射镜面屏设计，使其在22寸宽屏液晶中一枝独秀，被誉为平民游戏天王。

物面单反射镜波前分割三光束全息干涉计量研究

提出了一种用于分析物体三维位移场的全息干涉计量新方法。该方法将一个小平面反射镜贴于被测物体的表面，用三束呈空间分布的发散光波，在干版的三个不同区域或同一部位，记录被测物体的三个独立的双曝光干涉图。这些干涉图被由小平面反射镜运动造成的参考光虚点光源的位移所调制。基于对这种调制的理论分析，导出计算参考光虚点光源和被测物体三维位移的二个线性方程组。

一种新的用于足球机器人的全向视觉系统

全向视觉系统是RoboCup中型组足球机器人最重要的传感器之一。为了实现足球机器人的目标识别与自定位,提示了一种新的足球机器人全向视觉系统的设计与实现,其中在硬件上设计了一种由水平等比镜面和垂直等比镜面组合而成的新型全向反射镜面,其能够采集到较理想的全景图像;软件上则根据该镜面的成像特性实现了一种新颖的基于场地标志线信息的机器人自定位算法,该算法能够获得较准确的机器人自定位值。实验结果表明,该全向视觉系统能够有效地应用于机器人足球赛中。

胶片判读仪主画幅信息判读误差的校正方法

在通用胶片判读仪中，影响判读数据最终精度的主要误差源是测量系统（数字化仪）测量误差、投影物镜的畸变、大反射镜面形误差等因素造成的综合畸变。该综合畸变在光学系统调试完成后，就成为一个在全视场内固定分布的系统误差。本文介绍了一种被实际证明行之有效的大范围致密分区插值光学畸变校正方法，并给出了该方法的数学模型。对于采用这种畸变校正方法后的实际效果，文中用一组实际精度测试数据进行了说明。

一种应用于博物馆文物展示的LED照明系统

白色发光二极管的诸多优点使其在照明领域的应用越来越广泛 ,将成为继白炽灯、荧光灯和气体放电灯之后新一代的光源 ,二十一世纪将进入以LED为代表的固体光源照明时代。尤其在博物馆文物展示照明中 ,白色LED光源照明的优势更显见。一般的荧光灯或者金属卤化物灯的紫外辐射会对博物馆文物造成不同程度的老化和损害 ,本文提出了一种应用白色LED环形光源的照明系统 ,使得这种损害大大降低 ,在博物馆文物展示中实现了绿色照明。本文给出了该系统的光学设计和理论模型 ,通过计算机编程得到相应的反射镜面曲线方程参数 ,并在光学软件 (ASAP)中模拟出几何模型 ,进行光线追迹和数据分析 ,理论上证实此系统的可行性。