超广角长出瞳距共聚焦眼底成像系统光学设计(特邀)

眼底检查能有效筛查糖尿病、高血压等全身性疾病引发的眼底病变,是一种常规性检查。然而,当前的角膜接触式超广角高分辨率视网膜成像设备通常难以兼顾长工作距和免散瞳的功能,给患者造成了不适,也增加了检查难度。针对眼科检查中视网膜广域成像的需求,基于共聚焦激光扫描眼底成像技术,设计了一种超广角长出瞳距免散瞳的眼底成像光学系统。系统采用透射式结构,综合考虑长出瞳距和免散瞳的要求,实现了110°超广角成像。系统具备12 mm出瞳距,瞳孔处光束尺寸小于2 mm,并内置视度补偿镜组,可对−15~+15 D的屈光度人眼进行有效补偿。设计结果表明:系统的眼底物方分辨率为7.5μm,具备优良的成像质量,成像范围与工作距离满足了实际使用需求。该研究为超广角共聚焦眼底成像光学系统的设计提供了有益参考,对于提高眼底成像质量和临床诊断准确性具有一定意义。

制冷型大面阵自由曲面离轴三反光学系统设计(特邀)

针对超大面阵红外遥感探测的需求,设计了一个基于自由曲面的超大矩形视场制冷型离三反光学系统。系统采用一个偶次非球面反射镜和两个自由曲面反射镜组成二次成像的结构,具有实出瞳并与冷光阑匹配,能够实现100%的冷光阑效率。与其他离轴三反系统相比,该系统最大特点在于其适配了4 k分辨率的大面阵红外探测器,具有视场大、无遮拦、成像质量好等技术特点。系统焦距为150 mm,工作波段为1.5~5μm,工作F数为5,视场为30°×25°。结构上,主镜采用偶次非球面,次镜和三镜采用XY多项式自由曲面,以校正大视场下的各种像差,系统在各个视场下调制传递函数在25 lp/mm处均大于0.4,满足大面阵红外探测器的成像质量要求。

雷达回波序列中弱小飞机目标检测跟踪数据集

杂波背景下的雷达弱小目标检测跟踪是低空安全防控、区域态势监视、远程精确打击、空天攻防对抗等军民应用领域的热点和难点问题。本文针对杂波下雷达弱小目标检测跟踪技术研究的数据需求以及目前公开的雷达杂波下目标环境数据缺乏、场景设计针对性差、仿真数据真实性不足、实测数据格式不规范、数据描述与标注信息不全等问题,通过雷达外场实地数据录取与数据加工处理,提供了一套以地物杂波下固定翼无人机为探测对象的雷达弱小目标检测跟踪标准数据集。数据集涵盖强杂波、低信噪比、高动态、强机动、目标数目变化等典型场景,共计15段数据,每段数据包含一定时长的雷达脉冲序列,以及与之对应的距离波门文件和标注真值文件,数据格式规范、信息标注准确,可为雷达弱小目标探测识别算法设计与验证、地面杂波特性研究等提供基础数据。

多路分光星载激光雷达接收光学系统设计

设计了大口径星载激光雷达望远接收光学系统。采用离轴三反作为望远物镜,其初始结构通过计算获得,有效焦距为1000 mm,F数为1,离轴优化后各视场点列图RMS半径最大仅为18.691μm,符合设计要求。基于叶绿素获取等多种应用的需求,设计其后的准直系统焦距为50 mm,光束口径为48 mm,经由7路分光光路接收并分别成像于各自的单元探测器上。每支光路焦面接收的光斑均不超过93.992μm,小于单元探测器的接收面元1 mm×1 mm,具有较好的光能接收率。整套光学系统三维尺寸为1000 mm×1150 mm×1300 mm,其布局合理,空间利用率高,对星载激光雷达的研制具有一定的参考价值。

基于实测数据的Ka波段海杂波极化特性研究

文中介绍了获取Ka波段海杂波的试验条件,并利用获取的实测数据进行了杂波特性分析.发现:HH极化与VV极化下海杂波的幅度分布区别不大,与瑞利、韦布尔及K分布拟合程度较为接近,与理论分析基本一致;海杂波时间相关性很短,在不同极化方式下变化不大;其空间相关长度约为4 m,且随着擦地角增加而略有增加.此外比较分析了HH和VV两种极化下海杂波后向散射系数随擦地角的变化趋势,在低擦地角情况下,VV极化条件下的海杂波后向散射系数高于HH极化.本文的研究结果为海杂波背景下低空小目标的检测研究提供了更加丰富有利的支撑.

全极化雷达抗拖曳式有源干扰技术

针对雷达面临复杂多变的电磁环境,提出了一种基于极化域信号处理的抗拖曳式有源干扰方法以提升雷达的抗干扰性能。该方法是在时域、频域和空域以外的另一个信息维度对干扰进行抑制,增强目标信号检测性能。在分析拖曳式有源干扰机理的基础上,通过计算机仿真和室内半实物仿真验证了极化域抗有源干扰方法的有效性,通过设计对应的单凹口极化滤波器进行极化处理,对噪声压制干扰和假目标干扰均能够实现良好的干扰抑制,干扰抑制比达到30 dB,从而提高雷达有源干扰环境下的目标检测概率。

基于双高斯结构与自由曲面照明的小畸变投影系统设计

为了解决投影系统的畸变大、尺寸大和能量利用率低等问题,基于双高斯结构与自由曲面照明系统设计一个新型小畸变投影系统,主要针对自由曲面的建模方法与光路结构开展光学系统的设计。根据边缘光线理论与斯涅耳定律,采用数值迭代法来设计自由曲面照明系统。仿真结果表明,照明系统的照度均匀度可达87.86%,能量利用率可达94.38%。成像系统采用双高斯结构作为初始结构进行设计,投影系统经过非球面优化后的畸变为0.26%,光学传递函数在93 pl/mm的频率处大于0.8,35°边缘视场处大于0.6,而且该投影系统的成像质量高并且结构紧凑,镜片数量少。通过公差分析可知,Q5公差等级满足系统的性能要求,公差要求较低。