基于DMD的红外目标模拟器分光系统设计

基于DMD(数字微镜阵列)的红外目标模拟器是利用DMD反射调制入射的红外辐射,在实验室内模拟真实目标和背景的红外成像,对红外探测和传感设备进行性能测试和评估。介绍了基于DMD的红外目标模拟器的整体结构,阐述了DMD的工作原理,分析了分光系统的设计思想。为了解决照明系统和投影系统结构容易发生重叠的问题,设计了分光棱镜将DMD的照明光束和由DMD反射的投影光束分离开,并用ZEMAX对分光棱镜进行了优化和模拟,设计结果符合使用要求。

高速彩色线阵CCD三色错位修正方法的研究

为了改善图像采集的质量,通过分析高速彩色线阵CCD三色错位产生的机理,提出了三色错位的几种修正方法:棱镜分光法、异步时钟控制曝光法、通过软件修正法。采用棱镜分光可以实现对红色、绿色和蓝色分量同时感光,避免颜色错位;改变现有CCD外围电路,通过异步时钟控制曝光,即调整CCD曝光的先后次序和延迟时间,实现错位修正;基于数据冗余与数据重新定位技术,通过软件达到实时修正色彩错位的目的。该方法以BASLERL301bc彩色线阵CCD摄像机为例得到验证,图像质量改善显著。

基于DMD的动态红外投影系统分光系统设计

动态红外投影技术是红外硬件闭环仿真(HWIL)和红外成像测试与评估的关键技术,它能够在实验室内实物模拟红外成像,从而降低光电系统的研发成本和提供可重复的实验环境。介绍了动态红外场景投影技术及其分类,描述了基于DMD动态红外场景分光系统的设计过程。为了解决系统中分光的问题,采用棱镜设计的理论设计了分光棱镜,给出了设计结果,经验证满足要求。为了获得更好的透过率和更紧密的结构,可以选取更好的材料来改进设计。

基于波面剪切干涉原理测量微细台阶高度

提出了利用波面剪切干涉原理测量微细结构台阶高度的方法。通过在微分相衬干涉系统光路中加入偏振分光棱镜,实现了对光束的微分剪切及复合偏振。利用矩阵分析法建立了该测量系统的数学模型,根据探测到的光强信息图,由光强与干涉相位差间的关系式提取到了测量区域的相位分布值,由位相与待测物纵向深度间的转换关系式,经图像重建后通过计算得到了台阶的表面高度信息。

改进型迈克耳孙干涉仪

采用分光棱镜代替迈克耳孙干涉仪中的分束镜和补偿板 ,不仅消除了杂散光斑 ,且简化了仪器的结构 .

光抽运垂直外腔面发射半导体激光器的设计与数值模拟

采用多周期应变补偿InGaAs/GaAsP双量子阱结构的半导体器件作为增益介质,设计了光抽运面发射半导体激光器件结构和实验光路。在谐振腔中引入分束棱镜保证了VECSEL表面的抽运光斑为圆形光斑。计算模拟了输出功率与抽运光斑和输出镜反射率间关系曲线,优化设计了抽运功率为2W时输出镜反射率并给出了相应的输出功率与抽运功率间关系模拟曲线。

采用偏振分光棱镜的光桥式补偿技术

介绍了一种使用偏振分光棱镜的新型光桥式补偿技术。研究了棱镜消光比变化引起的误差。使用该补偿结构的光纤压力传感器已实际应用于石油化工部门油罐储量计量，其现场运行长期稳定性优于０．２％。

纳秒量级开关时间的全光纤磁光开关

采用磁光晶体薄膜、半波片、偏振分束器、偏振合束器和高速法拉第转子等元器件研制了一种具有新型光路的1×2全光纤磁光开关,以用于全光网络通信.采用雪崩晶体管设计和制作了多种纳秒脉冲发生器,用于驱动法拉第转子中的微型螺线管.对螺线管的尺寸和结构布局进行了优化设计,并分析螺线管的磁场强度和自感系数等性能参量,以提高磁光开关的开关速度.磁光开关的性能测试结果表明,纳秒脉冲上升时间为2～5ns、脉冲宽度为6～12ns、脉冲幅值为30～150V.磁光开关的插入损耗为1.55dB,串扰为23.69dB,消光比为-23.69dB,开关时间为100～400ns.该全光纤磁光开关的开关时间已达到纳秒量级.

光学相关器系统的固化设计与性能分析

小型固化光学相关器,以偏振分光棱镜和反射型傅里叶透镜作为基本部件,并采用透明固体介质填充光学系统的空隙。该系统通过各元件端面相连,简化了校准难度;使用反射型透镜,具有色像差和轴外像差小的优势。模拟分析表明,这种固化结构具有良好的系统性能,并满足识别的需要。

动态零位触发器设计研究

本文介绍了圆光栅动态角度测量中的瞄准指示装置——动态零位触发器,基于双光束干涉原理,采用了两个性能参数严格相同的道威棱镜镀膜胶合作为分光棱镜.介绍了动态零位触发器设计中应该注意的问题.并结合圆光栅测角仪进行了实验研究,对23面正多面棱体进行了角度测量,和中国计量科学研究院的检定结果进行比较,说明此系统具有良好的测量精度和测量的重复性,以及设计的合理性和可行性.

双连续可调偏光分束器

介绍了一种性能优良的偏光分束器。该器件由4/2波片和可调分束角棱镜组合而成,同时具备强度比和分束角连续可调的功能。文中给出了此器件的结构、原理、理论分析和性能实验研究。实验与理论相符。

分光图像测量系统设计

针对多幅图像测量系统在多光谱测量等领域中的广泛应用前景,以及现有多幅图像测量系统存在的多传感器间难以实现同步、所得图像光强度信息不均匀、光轴不一致以及仪器构造复杂,价格昂贵且不易于微型化等问题,研究设计了一种基于单帧图像获取多幅图像信息的新型分光图像测量系统。文中设计的分光图像测量系统可将单幅图像分为四幅图像并且解决了上述问题,提供了一种分光图像测量的新思路。

激光/电视分光膜的设计与研制

激光/电视分光膜实现了光路的"二光合一",简化了光学系统结构,在军用光学系统中得到了广泛应用。采用匹配层和Refinement计算机辅助法设计了激光电视分光膜,并对所设计的膜层进行镀制;最后,对制备的激光电视分光膜进行测试,结果表明膜层各项性能指标符合设计要求。

高精度分光棱镜组的胶合

通过一种分光棱镜组的胶合工艺,从胶合仪器的工作原理、调试、胶合方法及胶合剂等方面讨论了在现有技术水平且无专用仪器的情况下,如何保持分光棱镜组支光路中光束的折转角变、平行性及位置精度。

采用六棱嵌镜分光器全视域显现衍射图样

1束激光在遮光门和2个同步旋转六棱嵌镜作用下分成3束,在几何衍射区、菲涅耳衍射区、夫琅禾费衍射区3个不同区域的不同位置形成参量不同的图样,这样既可利用视觉暂留现象进行同期观察,又可用感光片和数码相机拍摄或测量图样.

高性能偏振分束棱镜

介绍了用于光通信的光隔离器、环形器上的一种小尺寸立方体偏振分束棱镜的设计和制造方法,采用对称优化设计膜系并采用非极值法精确控制膜层厚度,以获得高传输效率高消光比的偏振分束镜。给出了该棱镜的设计和试验结果。

实现两档长焦距的空间遥感光学系统设计

设计了一个无运动部件、结构紧凑并实现两档焦距的折反射混合式空间光学系统。长、短焦前组共用一个Ritchey-Chrétien(R-C)反射系统,使用分光棱镜对光路分光,由两路后组透射系统对前组进行缩放实现两档焦距。长焦焦距为4700 mm,F数为13.4,短焦焦距为2350 mm,F数为6.7。在光机设计上,还考虑了对温度变化敏感的间隔使用热膨胀系数小的材料;为了减小反射镜面形变化,采用了热性能好的材料作为反射镜基底,并对相机在空间环境下温度变化在(19±3)℃范围内进行了像质分析,设计结果能满足使用要求。

偏光棱镜中受抑全内反射现象的研究

由于偏光棱镜中的受抑全内反射现象的存在,导致偏光棱镜中部分o光透射,从而降低了偏光棱镜的消光比。为了尽可能的消除受抑全内反射现象带来的不良影响,本文以Glan型棱镜为例,运用薄膜光学理论,对偏光棱镜中的这种现象进行了系统的研究,理论分析和实验测试均表明:胶合层间隙越大,胶合剂的折射率越小,o光的透射比越小;在同一间隙下,波长越小,棱镜的结构角越大,o光的透射比越小,越有利于提高棱镜的消光比。

基于棱镜实现三倍频谐波分离

基于棱镜的色散特性,提出一种楔形窗口与聚焦透镜组合的方式,解决了高功率激光装置三倍频谐波分离所存在的问题,即三倍频的高通量传输和靶面辐照。结合“神光Ⅱ”装置多功能高能激光系统有关参数进行系统设计,确定了楔形窗口参数,并对其所引起的B积分和间距误差进行了分析。通过实验测试,三倍频传输通量由0.7～1J/cm2提高到2.8J/cm2,同时靶面三倍频和二倍频分离间距达到2.85mm,实现了高功率激光装置高通量传输的三倍频谐波分离。

高速电光晶体开关阵列数字光束扫描器

研制了高速电光晶体开关阵列数字光束扫描器。光束扫描器由电光分束单元和偏转棱镜阵列构成。电光分束单元是通过铌酸锂电光开关与偏振分光棱镜的组合实现。电光分束单元按照多级级联和空间组合构成3×3矩形光束扫描阵列。光束扫描阵列后加棱镜阵列使光束产生需要的角度偏转,可以实现远场大范围光束阵列扫描。同时可以实现激光光束扫描和跟踪的实时可编程控制。系统的实验研究表明光束扫描器的设计参数与实验测量结果吻合。