组合式激光毁伤眩目光学变焦系统的设计

1064 nm激光器与532 nm激光器不同波段激光光束通过反射镜偏转,进入光学变焦系统可对皮肤有灼烧疼痛的感觉和人眼的眩目。建立了三镜组的变焦光学系统的物理模型,推导了各镜组之间的移动规律,并进行Zemax光学仿真。变焦距光学系统通过调整光学系统参数,改变光学系统的焦距来保证光学系统动态成像的需求,实现激光毁伤和眩目。结果表明,调焦范围在128.024~129.121 mm,可实现激光对皮肤的灼伤。调焦范围在138.689~159.578 mm,可实现激光对人眼的眩目。

用VAX/VMS系统功能开发的窗口式光学变焦系统设计软件包

本文介绍了在VAX/VMS机上开发光学变焦系统设计(ZOOM 0PCAD)软件包所采用的最新窗口式操作方式。它的开发是通过调用VAX/VMS系统功能得以实现的,它使本软件包具有友好的用户界面。

宽谱段、动态局部高分辨离轴主动反射变焦系统

为了实现无遮拦、宽谱段、动态的局部高分辨成像,设计了一种局部高分辨率的离轴主动反射变焦系统。该系统将离轴主动反射式变焦理论和局部动态高分辨率成像理论相结合,实现了宽谱段范围内不同焦距处的动态局部高分辨成像。采用曲率半径可变的变形镜实现变焦,避免了传统机械变焦中复杂的机械运动控制,减轻了系统体积和重量并有效地保证了系统的宽谱段和大视场;通过对变形镜面形的控制,在不同焦距处实现了全视场内任意感兴趣区域的局部高分辨成像,降低了数据传输量;而采用无色差的反射式系统则克服了传统透射式及折反射式系统只能实现单色局部高分辨成像的缺点。经过优化设计,系统在可见光范围内成像,焦距f′为75 mm（视场角FOV为x：0°~0.5°,y：3°~10°）~150mm（FOV为x：0°~0.5°,y：1.7°~5°）,F/#为7~14。理论和仿真分析表明,系统在各焦距处感兴趣区域内的成像质量均可达到衍射极限,实现了全视场内任意区域动态局部高分辨的成像效果。

一种基于LCOS的数字变焦透镜方法

提出一种基于LCOS(Liquid Crystal on Silicon,硅基液晶)的数字变焦透镜的方法。数字透镜的相位调制图控制LCOS调制入射光波,实现LCOS的数字透镜功能。在LCOS上切换不同焦距的相位调制图,可实现基于LCOS的数字变焦透镜的功能。架设基于LCOS光学变焦的系统,将实验结果与理论分析相结合,验证所提方法的可行性。

连续变焦镜头凸轮曲线压力升角优化研究

连续变焦镜头凸轮曲线压力升角优化设计是镜头性能的重要影响因素。结合镜头中凸轮驱动结构形式及力学理论,分析了凸轮曲线的压力升角对系统传动力矩的影响;结合机械加工误差以及压力升角模型,提出凸轮曲线优化约束条件及优化原则;同时借助Gauss函数的平滑特性,实现凸轮曲线沿垂直于光轴方向非均匀展宽的优化方法,抑制凸轮曲线的最大升角。结合Gauss函数寻优处理对某光学设计获得的变焦凸轮曲线进行优化,在约束条件限制下保证曲线平滑性,凸轮曲线压力升角的范围由0°~39.01°优化到15°~31.16°,最大升角降低了20.12%。结果表明,该方法能够有效地应用于凸轮变焦系统设计以提高系统的性能。

光学系统用铝合金材料的硬质氧化工艺

采用先硬质氧化再染黑色的方法对光学系统用铝合金材料进行了处理。检测了氧化膜层的厚度、显微硬度和反射率，分析了溶液成分、电流密度、温度和氧化时间对氧化膜反射率的影响。结果表明，采用含260～300g／L硫酸、10～15g／L草酸和10～20g／L多元醇的溶液在温度5～7℃、电流密度2～3A／dm^2的条件下氧化50min，可获得厚度15um、显微硬度450HV、反射率低于8．4％的硬质氧化膜层，该氧化膜适用于高精度军用光学变焦系统。

大变倍比光学被动半无热化变焦系统设计

针对传统变焦光学系统在环境温度变化的情况下,变焦全程无法一致清晰成像以及需频繁调焦的问题,提出了一种光学被动半无热化变焦系统设计方法,并设计了一种光学被动半无热化变焦系统。变焦系统的焦距为30~1000 mm,工作波段为486~656 nm,光圈为F_(4.4)~F_(8),短焦采用光学被动无热化设计。变焦系统的成像质量良好,结构非常紧凑,在工作温度范围为-40~+60℃的情况下,只需长焦位置调焦一次,即可保证从长焦到短焦的变焦全程一致清晰成像,中间过程无需再调焦,且温度调焦量仅为-0.56~+0.82 mm,这验证了设计方法的正确性。采用本方法设计的变焦系统既克服了传统变焦系统在不同温度下需频繁调焦的问题,也极大减小了系统的温度调焦量,有利于快速调焦。

柱面曲线槽精密测量方法

柱面曲线槽在汽车、摩托车变速机构，缝纫机锁边机构，光学变焦系统等零件上应用广泛。位于网柱面上的两条曲线绕其轴线旋转，其外圆柱表面上的两条曲线槽的精度直接影响着发动机挂挡的灵活性、挂挡位置的准确性、锁边的质量和光学系统的导向与定位的正确性。