星敏感器光学系统弥散斑测试方法

提出了一种星敏感器光学系统弥散斑尺寸的测试方法,主要是利用平行光管、转台和CCD显微摄像系统组成弥散斑测量系统,采集图像后,采用双三次插值像元细分,提取图像中灰度值,依据瑞利判据计算弥散斑尺寸。通过实际测量和试验验证,光学系统0.8视场弥散斑测量精度可以达到0.5μm,重复测量精度可达0.2μm。

双四象限探测器弥散斑测量方法研究

讨论一种利用双四象限探测器本身光机结构、输出电信号特性 ,对其接收的微小光斑进行精确测量 ,并可实时调整的方法 所组建的测量系统利用测量测定可旋转反射镜在特定位置的偏转角来计算弥散斑的半径 ,经实验 ,弥散斑在 0 .5mm± 0 .1mm测量范围内 ,分辨率可达 0 .0 0 96mm(角度分辨率为 1′)

光学系统弥散斑参数的测试

采用CCD显微成像系统对光学系统弥散斑参数进行定量测量,并设计了弥散斑参数的评价算法。首先,给出了弥散斑参数的定义,分析了弥散斑所形成的能量等高线构成的闭合的连通区域,对占总能量80%的区域计算其弥散斑直径。然后,对该区域的边界点进行椭圆拟合,得到弥散斑圆度。提出的方法通过对光学系统在像平面所成的星点像的能量分布的分析,在弥散斑圆度测试中引入了椭圆拟合,减少了CCD噪声和测试环境中的杂光等随机因素对测试结果的影响,提高了测试结果的置信度。实验结果显示:弥散斑直径测试重复性为0.18μm,弥散斑圆度测试重复性为1.65%。提出的方法实现了弥散斑参数的定量测试,满足航天项目中光学系统成像质量控制要求。

屈光不正眼弥散斑变化的实验研究

提出一种应用激光技术测定屈光不正眼弥散斑变化的方法,并将其初步应用结果与理论计算值进行了比较对照。结果表明:屈光不正眼弥散斑随眼离焦量的增加而增大。比较理论值和实测值,两者间存有一定差异。认为实测值比理论值更能准确地评价屈光不正眼的成象质量。

弥散斑验光仪的设计

目的利用人眼屈光弥散斑原理,设计一款使用方便、性能稳定的验光仪。方法根据理论分析和Zemax软件模拟,搭建弥散斑验光仪光路,设计计算参数;在临床上初步收集近视、散光患者的检查结果,并和温州医学院附属眼视光医院的验光结果进行比较。结果 Zemax模型眼仿真、系统变量分析和临床试用结果表明,弥散斑验光仪原理可靠,性能稳定。在瞳孔直径为4mm,节点至中心凹距离NO'为20mm的参数条件下,具有良好的验光精度。近视组和散光轴向测量组与医院验光结果的对照t检验为阴性*P>0.05);近视组数据测量稳定,90%患者3次测量结果小于0.25D;散光度数组测量结果对照t检验为阳性(P=0.041),80%与医院验光结果相差0.75D以内。结论弥散斑验光仪性能稳定,使用方便,结果比较客观,有望成为新型验光设备。

近视眼弥散斑直径与瞳孔的关系

本文作者设计了一种应用激光技术测定近视眼弥散斑变化的方法,并将其初步测试结果与理论计算值进行了比较。结果表明,近视眼弥散斑直径随离焦量及瞳孔直径的增加而增大。比较理论值和实测值,两者间存有一定差异。作者认为实测值较理论值更能准确地评估近视的成象质量。

弥散斑与景深

什么是景深?底片拍出之后景深还变不变?影响景深的四大元素,除了物距、焦距和光圈外,本文主要阐述了弥散斑与景深以及图像尺寸的关系。

屈光不正眼离焦弥散斑的检测及临床应用探讨

对37眼人工模拟各种屈光不正产生的高焦弥散斑大小与形状特征变化进行了检测，并将测量结量与理论值作了比较。结果表明：测量平均值与理论值较接近，二者曲线相似，具有较好的相关性。作者认为，高焦弥散斑是衡量屈光不正眼成象质量的较简单可行、且又全面客观的综合性指标，离焦弥散斑的方法有希望作为一种新的主观验光法，用于常规的验光检查及配镜准确与否的校验。

非正视眼离焦弥散斑的变化与特征

对３７眼人工模拟各种屈光不正产生的离焦弥散斑大小与形状特征变化进行了检测，并将测量结果与理论值作了比较，结果：测量平均值与理论值较接近，二者曲线相似，具有较好的相关性。作者认为，离焦弥散斑是衡量屈光不正眼像质量的较全面客观的综合性指标，离焦弥散斑的方法有希望成为一种新的主观验光法，用于常规的验光检查。

基于远心镜头的激光探测目标回波弥散斑控制

针对激光引信使用中弹目交汇条件不确定带来的目标探测接收镜头回波弥散斑尺寸变化较大的问题,提出了基于远心镜头的激光探测目标回波弥散斑控制方法。该方法采用远心镜头构型设计激光引信光学接收系统,通过合理匹配远心镜头的光圈F数和焦距f等参数设置,使远心镜头达到较大的景深,同时采用两个远心镜头拼装共用一个光电探测器,既不增加激光引信的外形尺寸,又弥补了单个扇区90°接收视场的不足,从而实现了不同弹目交汇条件下激光探测目标回波弥散斑的尺寸控制。仿真结果表明,在不同距离不同角度接收的目标回波弥散斑尺寸均小于光电探测器光敏面尺寸半径50μm,这样保证了光电探测器可以接收到全部的回波能量,表明远心镜头实现了对目标回波产生的弥散斑尺寸变化的控制。

大口径热不敏星敏感器光机设计与分析

为满足大口径长焦距星敏感器的需求,对一种大口径热不敏星敏感器进行光机设计,根据指标要求,对热不敏系统进行光机热集成分析。使用MSC.Patran软件对主次镜结构施加温度载荷,计算出主次镜结构的热弹性变形,先利用MSC.Nastran软件计算热变形后节点的刚体位移,再利用Sigft光机接口软件分析得到变形后主次镜表面的Zernike多项式系数。将结果导入Zemax中,预判镜片面型变化以及刚体位移对弥散斑、光轴漂移量及波像差的影响。最后通过在20℃±5℃的温度范围内装调测试验证了系统性能满足指标要求以及光机热集成分析的准确性,提供了一套准确快捷的光机热集成分析流程。

低温红外镜头星点检测数据处理方法研究

在实验室模拟低温真空环境对红外镜头进行星点检测时,不能在像面处直接测得星点光源的像,而是通过在焦面处放置反射镜使系统二次成像的方法测得二次成像的弥散斑大小。二次像斑尺寸的变化将能反映出由温度变化引起的被测镜头焦面处像斑尺寸的变化。通过理论推导得出一次像与二次像弥散斑大小的数学关系,并通过对不同尺寸星点光源、不同像质光学系统的仿真分析,得出星点检测法的检测精度与星点孔直径有关,而与镜头本身成像品质无关。

菲涅耳透镜对平行光的成像特性分析

利用光线追迹与实验的方法 ,对菲涅耳透镜在平行光照明时的成像特性进行了分析。给出了在各种角度入射情况下的最佳像点位置及像点弥散斑大小 ,通过对结果进行分析 ,得出了最佳像面曲线及其特征与参数。并讨论了它们与菲涅耳透镜参数的关系。

CCD大范围轴向位移量检测研究

基于CCD图像测量技术,设计了一种利用CCD成像系统检测火车轮对几何尺寸的非接触在线测量系统,并给出了系统的结构及原理。激光束垂直入射到火车车轮上,再用透镜将火车车轮上的激光光斑成像到CCD上,当火车车轮产生磨损时,CCD上激光光斑的像也将发生位移。通过对CCD上弥散斑中心位移的测量,就可精确计算出火车车轮的磨损量。

薄透镜焦距测量实验中焦深问题的研究

从焦深理论出发,解释了在薄透镜焦距测量实验中无法精确确定像所在位置(像距)的现象,并从理论和实验分析了这一不确定度与物距的关系.根据焦深理论对焦距测量中常采用的两种实验方法(二次成像法和成像公式法)的实验精度进行了分析.结果表明采用成像公式法测量透镜焦距,并且物距较小时,测量的精度较高.

极紫外与X射线波段正入射两镜反射系统的研究(英文)

基于三级象差理论,分析了几何象差对正入射望远镜性能的影响,总结了弥散斑角宽度θ随着系统f数和半视场角uP的变化趋势.弥散斑的角宽度θ随着半视场角uP的增大而增大,随着系统f数的增大而减小.当f数小于10或者半视场角uP大于0.005弧度时,弥散斑角宽度θ变化比较剧烈.详细讨论了四种典型的反射系统,Dall-Kirkham系统和反Dall-Kirkham系统的弥散斑角宽尺寸在一个数量级上,大约为卡塞格林系统的十倍.R-C系统的弥散斑角宽最小,几乎是卡塞格林系统的十分之一.通过本文的结论公式可以估算一个光学系统的象差尺寸并避免进行光线追迹.

小型准直式红外地球模拟器地球光阑优化设计

本文针对小型准直式红外地球模拟器的特点，提出了采用地球光阑和热地球模拟地球张角、地球表面的热辐射的方法。通过对锗准直透镜的理论分析和光学计算，从视场角出发，用弥散斑最小来确定地球光阑位置及大小。

光学像差对星点质心定位误差的影响分析

星点质心定位精度直接决定了星敏感器姿态测量精度的极限,其误差源之一是弥散斑模型的选取。星敏感器光学系统像差无法完全消除,必然影响弥散斑分布,研究光学像差对星点质心定位误差的影响对工程应用具有重要意义。文中以Gauss弥散斑模型为比较,研究了离焦等4种光学像差对星点质心定位的影响机理和分布规律,结合质心定位的物理过程推得光学像差影响下的误差解析式,并实现数值仿真,结果表明:光学像差形成不同的弥散斑模型,导致不同的星点质心定位误差分布;星点弥散斑边缘能量减弱趋势对质心定位误差影响较大,若控制光学像差使相应弥散斑边缘能量呈缓慢趋势减弱,则有利于定位误差的减小。光学像差影响下的星点质心定位误差分析对相应的误差补偿具有指导意义,提出的各光学像差的控制意见有利于指导星敏感器光学系统设计。

基于双目视差的测距系统设计

测距仪除应用于军事领域外,还广泛适用于航道、邮电光缆和电力电缆铺设等领域的距离测量和目标方位的确定。与红外、超声波等主动式测距仪相比,本文所研究的基于双目视差的测距仪是被动式测距仪,不易暴露己方目标,精度高,安全性能高。基于双目视差的测距仪采用电路接收并处理被测物体经两路光路所成实像的微小差异,被测物体的距离与此微小差异成线性关系,可计算。本文还简要讨论了基于双目视差的测距仪的原理误差、光学误差、机械误差、电路误差等,并提出了减小这些误差的方法。

双四象限光电探测器在线测试虚拟仪器

通过监测与所接收的激光弥散斑相对应的输出信号的变化率可以对探测器进行实时非接触测量,从而实现以双四象限探测器为接收器件的产品的在线检测和质量控制。介绍了以Labwindows/CVI为开发平台的双四象限探测器的测试、分析系统。建立了探测器接收弥散斑与输出信号变化率的关系模型,采用三次样条插值函数提高欠采样时ns级极窄光电脉冲信号峰值的求取精度。通过实验得到了探测器接收弥散斑与光敏面直径的最佳比值为0.5。研究结果表明,弥散斑直径测量的分辨力为0.0096mm,峰值电压测量幅值分辨力0.1mV。