应用于双色探测器的谐衍射/折射光学系统

根据红外辐射的窗口特性以及谐衍射透镜的特点,将谐衍射透镜成功地引入红外双色探测器系统的设计中,使系统在两个波段内同时较好地完成了系统轴向像差的校正,波前差都小于1/4波长,"成像质量"接近衍射极限。结果表明,谐衍射透镜的光谱特性介于折射透镜与衍射透镜之间,降低了对工艺水平的要求,使系统结构紧凑、片数少、透射比高,具有良好的消像差特性,为红外光学系统设计提供了一种全新的器件。

高分辨率广角球象面光学物镜基本概念和光学设计方法

叙述球象面光学物镜实现大视场高分辨率的基本概念和光学设计要点。

水下仿生偏振成像光学系统设计

在水的光学特性影响下,为了对水下目标进行实时探测,通过研究螳螂虾视觉偏振成像原理,仿照其独特的复眼结构,充分利用分振幅和基于孔径分割技术,设计了一种新型的水下实时偏振成像系统。采用四通道阵列结构和双通道阵列相结合,用圆偏振技术和线偏振技术对水下目标进行实时成像。通过Zemax软件实现该系统设计,系统焦距为35mm,F数为4,工作波长为可见光波段486nm^656nm,半视场角为±2.5°。设计结果表明:MTF>0.7(@60lp/mm),系统弥散斑<9μm,畸变小于0.5%,可满足成像要求。

航空遥感相机光学系统设计

地球静止轨道区域凝视成像监视的目的就是为了及时发现和生成地面目标特征和参数,光学成像遥感技术是现代对地观测的一个重要手段。通常长焦距、大视场遥感系统的光学系统设计是通过提高光学成像遥感器的质量、加长焦距、提高记录介质的分辨力、提高系统的传递函数等措施提高其性能的。介绍焦距为36 m,视场角达到0.75°的三反射式光学系统的设计过程,给出了设计结果。该系统实现了范围为90 km×90 km的瞬时对地扫描,摆动后能够对地面900 km×450 km区域实现凝视成像。

基于LED大功率扩展光源的二次光学设计

在目前的低碳环境下,LED照明光源逐步替代传统光源,但是由于其本身结构和自身特点,要进行高效的光能利用与照明,必须进行适当的光学设计以便改善光能分布。笔者首先阐述了LED的光学特性及二次光学设计,其次对LED大功率扩展光源的二次光学设计进行了深入探讨。

一种新型高效节能的日间行车灯的光学设计

近年来汽车灯具已成为汽车外饰造型中重要的一部分,而日间行车灯由于其造型可塑性强,不仅让车灯看起来更加炫酷美观,而且增强车辆辨识度,加强行车安全,因此日间行车灯在车灯中扮演着越来越重要的角色。本文提出一种全新且高效节能的日间行车灯的光学设计方案,与市场上常用的信号灯实现方式相比,结构简单、效率高、成本低。同时,本文对光学结构的设计、光源的选择、模拟方法的设定等方面进行详细描述,并分别对光斑模拟结果进行了法规分析,也对人眼视觉效果模拟结果进行主观评价与分析。

多功能多场景应用辐射定标光源光学系统设计

目前空间遥感相机地面标定设备缺乏对各种谱线分布的精确模拟以及无法实现同时进行宽带和窄带的光谱辐射定标,导致空间遥感相机地面辐射定标精度低、宽带和窄带定标过程漫长复杂、无法实现多谱段光谱范围辐射定标测试。针对上述难题,提出一种基于前置准直扩束系统凹柱面光栅的光谱辐射定标系统的设计方法,针对凹柱面光栅的场曲特性,设计了楔形场曲补偿棱镜,并通过准直扩束系统减小系统的成像视场,提高凹柱面光栅分光系统的光谱分辨率,将整个系统的光谱分辨率提升了1倍多,由5 nm提升至2 nm。最后,对系统性能进行了测试,测试结果表明在宽带模式下,实现了500~900 nm光谱范围内3 000 K、6 400 K和9 000 K色温模拟,模拟误差优于5%;在窄带模式下,系统输出光束半峰宽度小于3 nm;在多谱段模式下,等能光谱的光谱模拟误差分别为545~600 nm处1.1%、630~690 nm处2.5%、680~725 nm处1.5%。所设计的系统满足空间相机、姿态导航系统以及遥感仪器的宽带、窄带辐射定标和多功能测试标定需求。

高精度多波段空间光通信端机远场分布测试系统研究

分析了基于透镜的傅里叶变换特性实现空间光通信端机远场分布测试原理，以球差、彗差为代表模拟测试系统自身像差对焦面光强分布的影响，由结果可以看出球差主要影响最大光强，其分布仍然保持旋转对称性，而彗差不仅使得光强峰值减弱，且接收面上光强变为非旋转对称分布，当系统像差均方根（RMS）值小于0．02λ时，最大光强的变化小于0．2％，可以忽略不计。基于以上分析，设计了离轴卡塞格林长焦系统，利用Zemax-EE对系统进行了分析，分析结果表明，在整个工作波段（800～1700nm）内，中心视场RMS值为0．0001λ，全视场点列图均远优于衍射极限。对研制完成的远场分布测试系统进行了测试，得到的光斑暗环实际值与理论值的误差均在2．5％以内，满足要求。