红外反远距光学系统的小型化设计

设计了一大视场短筒长的红外反远距物镜。针对红外物镜的特点,对反远距物镜进行高斯光学分析,找出进一步小型化的途径;根据探测器参数,提出了光学系统的参数,焦距10mm,F/#为1.2,视场60°。实例方案中,光学结构采用4片硅片,2个二次曲面;光学系统长度小于57 mm,外径小于24 mm,利用内调焦及充足的调焦范围,使光学系统在-40℃～60℃的工作温度范围内全视场调制传递函数曲线在截止频率处大于0.45;设计系统体积小,视场大,成本低,便于机械安装,环境使用范围广。

反远距成像相移剪切散斑干涉检测系统

为了扩大传统剪切散斑干涉仪的检测视场,设计了一种反远距成像迈克尔逊式剪切散斑干涉系统。采用负透镜组与标准成像镜头组成反远距成像系统,分析了光路的成像参量,并利用ZEMAX软件进行了模拟;讨论了发散光路时间相移的非均匀性,采用等步长相移算法进行相位解算可以弥补非均匀误差;并对中心加载的橡胶平板进行了测量。结果表明,该系统能有效地扩大成像视场,采用3片焦距为-75mm的平凹镜片可以实现70°视场角的散斑干涉检测,通过调整平凹镜片的焦距和数量可以实时调整成像视场。

长波红外反远距物镜光学被动消热差设计

为满足非制冷红外光学系统相对孔径大、长后工作距、温度适应性强的性能要求,采用反远距系统结构形式,设计了工作波段为8~12μm,F/#为2.5,全视场角为7.2°,焦距为100mm的长波红外物镜.通过光学被动式消热差方式,匹配光学材料及分配透镜光焦度,完成了红外物镜在-40^+65℃温度范围内的消热差设计,并对红外物镜的像质进行分析.仿真结果表明:不同温度下,系统各个视场内调制传递函数在奈奎斯特频率17lp·mm-1处均高于0.4,达到衍射极限,单个像元内能量均达到85%.系统整体无温度离焦,成像质量良好、结构紧凑,且适用于像元尺寸为30μm×30μm、像元数为320×240非制冷焦平面阵列探测器.

8～12μm波段折／衍混合反摄远系统消热差设计

设计了工作于8～12μm波段的折／衍混合消热差红外反摄远系统．该系统全视场为14°，有效焦距为100mm，后工作距为113mm，F／#2．0．系统采用锗和硒化锌两种材料，为三片镜结构．引入二元面和高次非球面，使结构简化，重量减轻，提高了成像质量．系统在－40℃～100℃的温度范围内性能稳定，适用于像元尺寸40μm，像元数640×480的现代非致冷式面阵探测器．大视场、长后工作距以及超宽工作温度范围，决定了系统可满足军用和民用领域的多种需求．

胸主动脉夹层动脉瘤腔内隔绝术出现远端反流的识别和处理

目的 :探讨胸主动脉夹层动脉瘤 (TAD)腔内隔绝术 (EVGE)中远端反流的评估、预防和处理方法。 方法 :术中出现的远端反流采用球囊扩张、远端移植物 (SG)封堵和促凝等方法进行处理。结果 :术中即时反流发现率和术后 期反流发现率均为 3.4 5 % ;术中 期治愈率为 75 %。近、远期病死率为零。结论 :应加强远端反流的术中评估 ,术中未发现远端裂口者不能肯定无远端反流存在。远端裂口隔绝是有效治疗方式 ,其他如假腔内灌注。

一种反空中干扰方法的探讨

首先从防空雷达的应用方面研究了反远距支援干扰、反近距支援干扰和反机栽自卫性干扰的措施，然后综合起来，形成了防空雷达反空中干扰的具体方法。

用于中小型飞行模拟器的球带幕投影镜头的光学设计

针对现有沉浸式飞行模拟器进一步小型化和低成本化的需求,设计了一款应用于中小型飞行模拟器的球带幕投影镜头。论文确定了投影方案中各部件(球带幕、投影机、投影物镜)的关键参数,设计的球带幕投影镜头具有172°的视场角和6∶1的反远比,将一台装有该镜头的投影机置于银幕上沿就可以将画面投满整个球带幕。文中给出了大视场、大反远比光学系统的构造方法,对大视场非相似成像系统中的畸变、场曲和相对照度进行了分析和讨论,并给出了改善照度均匀性的有效途径。该镜头以8片透镜的低成本结构满足了4 k分辨率的高质量投影需求,在奈奎斯特频率185 lp/mm处全部视场的MTF值均达到了0.4以上,且具有良好的工艺性。

广角f-θ静态红外地平仪镜头的光学设计

为了满足航天器对轻小、价廉,性能可靠的自主导航系统的要求,设计了广角静态红外地平仪系统。该系统选择辐射稳定的14～16.25μm作为工作波段,并设定全视场角为136°,F数为0.61;采用反远距结构,使系统后工作距达到15mm;利用f-θ镜头设计原理,并合理地选用非球面对广角系统进行优化设计,使系统的线性特性的相对误差<0.5%;在空间频率为15lp/mm处,系统的调制传递函数>0.6,接近衍射极限;在半径为20μm的圆内,系统径向能量>85%。另外,采用了像方远心光路,提高了像面的照度均匀性,实现了整个像面照度均匀性>99%。设计结果表明,该镜头结构简单、体积小、后工作距大,很好地解决了广角镜头轴外像差平衡问题,实现了地平仪系统的高精度设计。

二维太赫兹探测成像光学系统设计

二维太赫兹探测成像适用于以太赫兹波作为探测波的安全检查和质量控制等方面。为实现大视场的二维太赫兹探测成像光学系统设计,根据匹兹万条件,分析了光学三反系统面型,并提出了一种反远距离轴三反结构,设计了视场角为20°×20°,焦距为70mm,F数为3.5的离轴三反光学系统。设计结果表明,该光学系统调制传递函数接近衍射极限,各个视场的点列图均方根半径均远小于艾里斑半径,具有良好的成像质量,满足设计要求。

星载超广角气溶胶探测仪均匀像面性光学设计

为满足空间遥感的迫切需求,设计了星载低畸变超广角气溶胶探测仪系统.系统中多光谱成像仪的光谱范围为0.860～0.965μm,全视场角为94°,相对孔径为1∶4,采用反远距结构,系统后工作距离为42mm.根据反远距结构的像差特点,提出了合理选用易于加工的二次曲面校正畸变,并利用光阑像差产生的有效像差渐晕改善像面照度分布设计方法.运用光学设计软件CODE V和ZEMAX对气溶胶探测仪光学系统进行了光线追迹和优化并对设计结果进行了分析.结果表明,最大畸变为-1.6%,像面上边缘视场的照度大于中心视场照度的46%,光学系统在奈奎斯特频率38.5lp/mm处的光学传递函数均达到0.59以上,完全满足设计指标要求;体积小,适合空间遥感应用;同时证明了设计方法是可行的.

300～1100nm宽波段光学系统设计

为了在工业检测中实现可见光探测向近紫外和近红外波段的拓展,在消色差和消热差的要求下,完成了300～1100nm宽波段光学系统设计,并进行了工业检测样机研制.为了获得足够的后工作距,系统采取反远距的结构型式,并在后工作距内放置镀膜棱镜进行三路分光,分别实现近紫外、可见光和近红外成像.通过合理选择透镜材料来达到消色差要求,采用移动透镜来完成消热差设计.系统视场为±3.5°,焦距为66.5mm,F/#为3.3,后工作距为63mm,总长132mm.结果表明:系统在50lp/mm处的MTF均大于0.3,在-10～+50℃温度范围内保持良好成像,成像质量满足实用要求.所研制样机在实验中获得满意结果.系统通过宽波段探测增大了目标信息获取量,在工业检测和农业检测领域具有巨大优势.

LCOS大屏幕薄型背投电视广角投影物镜的设计

为了满足67英寸大屏幕LCOS背投电视的需要,设计了一款广角投影物镜.此广角投影镜头采用远心反远距结构,通过合理选用非球面和光学材料,设计的镜头具有视场大、投影距离短、工作距离长、相对孔径大、无渐晕、辐照度均匀等优点.在LCOS芯片奈奎斯特空间频率处的调制传递函数值高于0.5,色差仅约1/4像元,畸变低于5‰.

背投电视的光学系统设计

根据背投电视使用的技术指标要求 ,设计出了大视场、高分辨率和长工作距离的光学系统 ,对背投电视的光学系统设计方法进行了初步的理论分析 .选用可以增大后工作距离的反远距光学系统 ,对光学系统进行复杂化 ,采用高折射率玻璃、厚透镜和非球面等方法 ,有效地解决了背投电视大视场与高成像质量等各种技术指标要求 .最后通过光学系统的优化设计 ,给出光学系统设计的最佳结果 ,即评价像质的各种像差曲线 ,从设计结果可以看出 。

大视场大相对孔径水下专用摄影物镜的设计

分析了大视场大相对孔径水下专用摄影物镜的设计特点.基于反摄远结构引入一个高次非球面设计了相对孔径为1/1.4,水下全视场66°,焦距11.85mm,光谱响应范围0.48～0.60μm,采用平面水密壳窗的水下专用摄影物镜.全视场MTF在空间频率42lp/mm时高于0.4.与相同技术要求下全部采用球面透镜的设计进行比较,表明该摄影物镜结构更简单,成像质量也更优异,能够满足深水微光摄影物镜对大视场、大相对孔径、小型化、轻量化的需求.

电子内窥镜光学系统设计

内窥镜观察范围大,并且观察系统多与手术器械相配合,具有广角长工作距的特点,因此物镜采用非对称反远距结构。设计的光学系统采用尺寸为3.30mm×2.95mm CCD接收成像,像元大小为3.275μm,实现了短焦距(1.7mm)、细径化(Φ=5.5mm)、大视场(100°)、长工作距(50mm)的光学特性。由于该系统为大视场光学系统,会有较大畸变,针对反远距物镜分析了其结构特点和像差特性,通过计算得出系统各个参数,并合理的引用非球面,达到了提高系统成像质量并且降低系统畸变的目的,利用ZEMAX光学设计软件给出了设计实例,并已经应用到实际生产中。

水下微光摄影物镜的设计和研究

增大视场角和相对孔径是提高水下微光摄影物镜性能的重要手段。介绍大视场大相对孔径水下微光摄影物镜的设计方法和特点。基于反摄远结构采用11片镜片设计了相对孔径为1/1.4,水下全视场角66°,焦距11.8mm的水下微光摄影物镜。质量评价结果表明:设计的摄影物镜成像质量优异,在空间频率为42lp/mm时0.7ω的MTF值高于0.5,且达到各项性能指标,能够满足水下微光摄影物镜对大视场大相对孔径的需求。

大视场大相对孔径近红外观测相机光学系统设计

设计了一种用于近红外观测相机的大视场大相对孔径光学系统,它全部采用球面透镜。分析了光学系统的设计难点及相关光学系统结构型式的特点。最终采用了反摄远型光学系统的结构型式,该光学系统的视场为100°,F数为1.5,焦距为5 mm,光谱范围为0.84～0.97μm。光学系统的传递函数全视场大于0.65(@77 lp/mm),相对畸变小于15%,像面相对照度不均匀性小于10%。由此可见,该光学系统的成像质量满足指标要求,并且具有相对畸变较小及各视场相对照度均匀等特点。

基于数字光处理的短焦微型投影光学系统设计

由于投影仪逐渐走向大众化,产品从原来的专业应用向个人或家庭应用迅速转变;为满足短焦微型投影小型化、高照度、低功耗等需求,设计了一款适用于0.3″单片数字光处理器的短焦微型投影光学系统;文章基于复眼透镜的匀光特性,利用复眼透镜匀化整形光源,结合棱镜转向的照明技术方案,完成了照明系统设计,分析了照明系统的光照度分布;其次,基于反远距结构的成像原理,结合非球面和像方远心技术,在缩短光路的基础上增大了成像系统的景深;最后,建立成像系统的仿真模型,分析成像系统的像质和公差;结果表明:照明系统在数字微镜器件上的照度均匀性为90.91%,整个系统的光效率达到了88.45%;成像系统长度为53.9 mm,全视场达到67°,在93 lp/mm处调制传递函数大于0.52,畸变小于1.0%;该系统具有结构简单紧凑、体积小、照度高等优点,满足要求。

短焦数字投影镜头的光学设计

为了满足短焦投影市场的需求,利用ZEMAX光学软件开发设计出了一款适用于0.8英寸单片数字光处理投影机的短焦数字投影镜头.该镜头总长172.6mm,全口径70mm,采用反远距结构,由6组7片透镜组成,其中包括6片玻璃透镜和1片塑料透镜(两个偶次非球面).镜头全视场达到80°,相对孔径为1/2.1,反远比(工作距离/焦距)为3.17∶1,投射比达到0.76∶1,在空间频率极限37lp/mm处,0.707以内视场的调制传递函数值均大于0.6,垂轴色差小于3.5μm,在0.5像素尺寸之内,全视场畸变低于1.1%.该镜头具有结构简单、体形小、易加工、成本低等优点.

高清晰低畸变细径化电子内镜物镜设计(英文)

设计了一款用于医疗方面的视场为74°的电子内镜物镜.电子内镜外径为8mm从而实现无麻醉,内镜前端可弯曲来实现无盲区检测.物镜有效焦距为4mm,后工作距为4.8mm.系统的畸变最大值少于4%,场曲最大值为0.27mm.为了提高成像质量,将非球面引入此五片镜系统.所设计的光学系统尤其适用于0.25英寸CCD像传感器,且显示模式为SVGA.