折反系统的光心及其性质

根据等效光学系统理论 。

带平面镜的折反系统的光心及其性质

根据等效光学系统理论 。

折反系统成象的镜象法

本文用矩阵法证明，利用镜象反演原理，可将折反系统等效为折射系统，并举例说明这样可使折反系统成象问题简化．

薄型折反系统布局及金属主镜安装影响分析

对于含口径80 mm的高次非球面金属主镜、主镜顶点到像面距离仅为17.5 mm的薄型折反式光学系统,设计了带3安装耳的主镜,并利用组件合并及周向同环交错前向安装的方式,在保证所有光机件顺利布局的基础上,有效增加了主镜镜体厚度提高了结构刚度。为分析金属主镜在安装应力下的面形,利用ANSYS预紧力单元模拟螺钉连接的预紧力,在模态校核的基础上分析了主镜柔性支撑环板在不同厚度以及安装面不平时的波面变形。提出的轴向受限的主镜组件结构方案、安装应力变形的集成分析方法及解决方案,为提高主镜的装配面形精度以保证光学系统的成像质量提供了光机设计参考。

利用薄折反系统测透镜折射率

提出了一种测定正、负透镜折射率的简单方法。

用镜像法讨论折反系统的成像问题

在光学系统中,有一类是既含折射元件又含反射元件的系统,称为折反系统,对这种系统的成像讨论,有两种方法,即逐次成像法和镜像法。对逐次成像法,我们用得较多,而对镜像法用得较少。即使有时用到,亦多是限于折反系统的反射面为平面的情况。本文着重从含平面镜的折反系统的镜像法引出含球面镜的折反系统的镜像法,阐明其原理、做法、优点,供师生们参考。

折反式变形光学系统设计

变形光学系统具有双平面对称性,其在两个对称面内的焦距不同。利用变形光学系统能够在使用常规尺寸传感器的情况下获得更宽的视场。本文根据变形光学系统的一阶像差特性,提出了一种设计折反式变形光学系统的方法。使用双锥面(Biconic Surface)面型设计了一个折反式变形光学系统。系统在X OZ面内的焦距为500 mm,在Y OZ对称面内的焦距为1000 mm。系统F-number为10,全视场角为1°×1°。系统在80 lp/mm处的全视场调制传递函数均值高于0.3。系统整体结构紧凑,成像质量良好。

中波红外长焦距折反光学系统设计

针对多模制导中长焦距红外光学系统结构紧凑及宽温度范围热稳定性的要求，设计了一种中波红外折反光学系统。该系统根据其它模式制导的要求，采用固定焦距和口径的主镜，通过二次成像，在保持长焦距的同时减小了透镜的口径，降低了到达中继成像系统主光线的高度，同时也降低了制造成本。设计了波长为3．7—4．8μm、焦距．厂为300mim、F数为2的中波红外成像系统。结果表明，该系统结构紧凑像质优良，各视场光学传递函数均大于0．6，接近衍射极限，并且在-50～70℃可实现光学被动消热差。针对该光学系统进行了公差分析并提出了抑制杂散辐射的方法，该系统满足实际加工和应用需求。

一体式紧凑型折反光学系统设计

提出了一种一体式双反射结构以解决导引头前视红外系统中R-C双反射系统装调困难以及在导弹飞行过程中次镜支架的稳定性问题。该结构将主次镜集成在一个透镜前后表面,通过对透镜前后表面进行加工并涂敷内反射膜来实现双反射镜一体化。如此配置使系统装调只需针对整个透镜,从而降低了装调难度,提高了结构的稳定性。设计了适用于中波红外的紧凑型二次成像光学系统,该系统像质优良,各视场光学传递函数均大于0.6,接近衍射极限,并可利用二元衍射光学元件在-40～60℃实现光学被动消热差。最后进行了公差分析,并针对该光学系统列举了一些抑制杂散辐射的方法,实验显示系统满足实际加工和应用需求。

一种折反二次成像式长波光学系统的杂散光抑制

讨论了一种折反二次成像式长波红外光学系统的杂散光抑制方法,该光学系统采用R-C反射式结构和二次成像光路,用于小型低成本红外成像制导系统。利用LightTools软件仿真找出光学系统中的主要杂散光来源和传输路径,结合仿真分析结果设计出了合适的机械拦光结构。然后在LightTools中建立了光学机械结构模型针对杂散光抑制进行了迭代设计,并对杂散光抑制效果进行了仿真验证。设计的光学系统加工、装配完成后进行了太阳杂散光抑制试验,仿真和试验结果表明:太阳夹角7°以外不存在杂散光干扰,可以满足系统杂光抑制要求。

一种折反二次成像式长波无热化光学系统设计

介绍了一种长波无热化光学系统,利用反射元件与折射元件光热效应相抵消的原理,实现了无热化设计。反射系统采用卡式结构形成一次像点,折射系统将一次像点最终成像在焦平面上。该系统在不采用衍射元件下实现了良好的无热化效果。

旋转二次曲面薄透镜与平面镜组成的折反光学系统的性质研究

根据等效光学系统理论,探讨了旋转二次曲面薄透镜与平面镜组成的折反光学系统的等效性质,确定了等效反射面和光心的位置,在此基础上正确导出了等效曲率半径、焦距和成像公式.

大口径折反式355nm激光接收系统的调试方法

为实现大口径折反式355 nm激光接收系统的装调,提出了局部针对性的调试方法.两镜系统采用波长为355 nm和632.8 nm、镜间距一致的4D干涉仪自准直调试法;透镜组采用355 nm激光器和干涉仪前置镜头组成的自准直检测光路调试法。调试后得到两镜系统波像差均方根(RMS)为0.2026λ,满足设计指标0.2λ(λ为632.8 nm)的要求;透镜组调试后,理论后截距与自准直检测后截距差值在设计指标容差范围内。两镜系统与聚焦透镜组系统组合调试后,像方与物方焦点重合,接收系统调试满足设计要求。所提方法降低了系统装调难度,缩短了系统装调周期。

超紧凑型红外折反式光学系统设计

提出一种超紧凑型折反式红外光学系统设计方法,即系统的主、次镜均采用金属镜,后组采用红外透射材料,实现了总长/焦距比为0.55。在设计中重点分析系统的温度效应,并采取针对性设计,以达到准无热化设计的目的。同时对系统进行杂光分析,给出杂光抑制方案,并使用杂光分析软件对系统进行分析。结果表明:系统像面杂散辐射在0.5%以内,光学材料与结构材料的热胀系数配合得当,系统的热效应很好。

一种折反式红外/激光复合导引头光学系统设计

设计了一种用于长波非制冷红外和半主动激光复合导引的共口径折反式光学系统。为了减小反射式系统的零件加工和装调难度,将卡塞格林系统次反射镜简化为平面反射镜,主反射镜采用金属抛物面,优化目镜组透镜尺寸,避免光路内部遮挡,利用反射式系统一次像面,配合红外材料选取实现红外通道的光学被动消热差设计;在平行光路中设置平板分光和激光窄带滤光片,提高系统分光效率和透过率。设计结果表明:红外通道特征频率35.7 lp/mm处MTF>0.2,激光线性区为2°,满足系统指标要求。

高分辨折反式红外探测系统光学设计

在红外探测中,传统红外焦平面阵列以及单像元扫描式探测器的像元难以分辨更精细的红外光强分布,为了提高红外探测的分辨能力,采用灵敏度高且可以将红外光分布转化为可见光分布的碳纳米管薄膜作为红外激光的接收器,把红外光探测转化为可见光探测,并以此为基础设计了一个折返式的光学成像系统进行红外光高分辨探测。优化并使用柯克式镜组降低了因球面反射镜曲率半径引起的大场曲,从而提高了系统成像质量和分辨率。通过光学设计优化得到了具有高传递函数值(MTF)、低场曲的折反式系统,从而使高分辨率的红外探测系统成为可能。

折反式坦克目标跟踪识别红外光学系统设计

基于光学相关探测,根据坦克目标跟踪识别系统的需求,设计了一种新型的卡塞格林红外光学系统,其非球面的主镜和次镜都取代为球面镜,不存在卡塞格林系统大口径非球面主镜、次镜的高加工精度和装调困难的问题;为满足大视场、大孔径的像差要求,用三个校正透镜,在保护罩中用一个偶次非球面。其系统结构紧凑,口径大,焦距长,分辨率高,并且各视场均能获得接近衍射极限的成像质量,满足坦克目标跟踪识别系统的总体要求和像质的要求。

一种折反式激光半主动导引头光学系统

介绍了激光半主动导引头及其光学系统的结构和特点。依据半主动激光导引头的总体指标要求,分析、计算了折反式激光导引头光学系统的关键参数。进行了光学系统的结构选型,分析了激光导引头光学系统的像差和光斑要求,进行了光学系统设计。仿真结果表明,整个线性视场范围内,折反式激光导引头光学系统光斑直径稳定无变化,能量分布均匀一致;瞬时视场范围内,光斑直径稳定性优于2%。设计结果很好地满足了系统的设计要求,为激光半主动导引头的下一步研制奠定了良好基础。

折反光学系统性质的矩阵法讨论

本文采用近轴光学矩阵法对共轴球面折反系统的性质，主平面和焦点的存在性以及主平面位置和焦距的计算作了系统、完整的讨论．这是用传统方法难以达到的．

机载折反式光学系统的无热化设计

为了消除在实际飞行过程中温度变化对机载折反式光学系统成像质量的影响,对该系统的光学元件、机械结构等部分进行热分析,实现机载折反式光学系统的无热化设计。首先,根据透镜的光焦度公式推导透镜的光焦度温度函数,列出透镜组的消热差方程。接着,在考虑支撑结构的影响时引入轴向放大率,以此表现折反式系统部分元件间隔变化对系统焦距影响大的特点。最后,结合前两者确定完整的消热差方程来指导无热化设计。仿真结果表明,工作在486～656nm波段,焦距为1 850mm的机载折反式可见光光学系统在0～40℃之间成像良好,调制传递函数下降不到0.1。