共轴对称球面光学系统仿真模型设计

为了优化共轴对称球面光学系统的设计,对共轴对称球面光学系统进行了数字化模型的开发,设计了基于计算机仿真的数学模型。在此基础上运用模块化程序设计思想,设计了仿真模型的模块化结构,利用交互技术解决了实验参数的人机交互,并开发了仿真模型核心模块的程序代码,建立了完整的基于计算机系统的共轴对称球面光学系统仿真模型。该仿真模型实现了系统参数变化时成像效果的动态模拟,可以为优化设计提供仿真。

基于非球面固定校正镜的共形光学系统设计

设计了一种使用固定校正器进行像差校正的共型光学系统,固定校正器采用大口径非球面透镜,对各子跟踪场的像差进行了严格校正。位于固定校正器后的成像系统进行回转跟踪时,搜索角度最大可达±80°,成像质量较好,且不会产生半球形整流罩光学系统在大角度搜索时容易出现的挡光现象。光学系统光阑与探测器冷屏重合,冷光阑效率达到100%。

大口径非球面系统的共基准加工与检验

针对大口径离轴非球面系统加工与装调的难点,提出了非球面光学系统共基准加工与检测的方法,对该方法的基本原理和实现过程进行了分析和研究。当光学系统的主镜和第三镜面形的RMS值优于λ/10(λ=632.8nm)时,对主镜和第三镜进行共基准装调和测试,并进行背板一体化装嵌,然后利用离子束对其进行一体化共基准加工。结合工程实例,对一大口径非球面系统口径为724mm×247mm的非球面主镜和口径为632mm×205mm的第三镜进行了共基准加工与检测,最终利用离子束共基准一体化精抛光得到主镜和第三镜面形的RMS值分别为0.019λ和0.017λ,满足光学成像。

用偏振移相共路剪切干涉仪测量光学非球面

现代光学系统中大量使用了非球面元件,光学非球面表面面形精度要求高,一般不低于λ/4(λ=0.6832μm),使得加工与检测难度极高。本文介绍了一种用于测量光学非球面透镜的偏振移相剪切干涉方法和数据处理方法,该系统具有测量精度高、调整方便、测量速度快、操作简单、对外界干扰不敏感等特点。

轴对称非球面绝对形状误差测量

非球面光学元件表面形貌的干涉测量因须透过计算机全像片、零透镜等补偿元件提供与待测元件相匹配的理想非球面波前,故需严谨与复杂的程序进行测量系统即包含干涉仪内部光路系统对准误差、参考球面镜头与补偿元件等误差的校正。

磁流变加工技术

离轴抛物面反射镜已被越来越多的光学系统所采用，然而，与轴对称非球面相比，离轴抛物面反射镜具有非轴对称的特点，现有的加工手段往往无法直接按设计成型，其加工精度更是无法保证，而利用现代小磨头数控技术虽可实现单件直接加工，但也无法满足其非球面方程成型精度，并且其加工周期也很长。因此，高效率、高精度的离轴抛物面元件加工是光学元件制造的一个难点。