大型光学设备检测中大口径平行光管波像差的消除

使用大口径平行光管检测大型光学设备或元件时,平行光管的自身误差会影响检测结果,故本文提出了一种消除光学检测结果中平行光管引入误差的新方法。该方法使用干涉仪获取平行光管和光学检测系统的出射波前信息并以37项Standard Zernike Phase多项式进行拟合;通过两组系数相减分离平行光管引入误差,再配合ZEMAX中建立的等效被检光学系统的仿真模型模拟真实系统的出射光锥,最终获得被检光学系统真实的出射波前信息。利用ZEMAX中的光学系统模型验证了该方法在大口径光学检测工作中的可行性;使用焦距为1 597mm,口径为150mm的小型平行光管、焦距为50mm的光学镜头进行了实验。实验结果表明:使用该方法获得的被检光学系统出射波前与真实波前的PV值误差小于0.005λ,RMS值误差小于0.001λ,可以满足实验室中对被检光学系统成像质量参数检测的精度要求。

变倾角移相法测量反射棱镜的光学平行差

为解决棱镜等效展开为玻璃平板后因腔长固定导致的移相困难问题,提出一种变倾角移相测量反射棱镜光学平行差的方法.通过改变光束在反射棱镜入射端面上的倾角在干涉图中引入移相量,实现干涉图中的相位提取.采用最小二乘法拟合相位计算反射棱镜的光学平行差.在实验中,测试了一块弦长为56.5mm的等腰直角棱镜,得到直角偏差Δ90°为2.1435″、锐角偏差δ45°为--4.6216″、直角边对应棱差γc为0.3554″,而Zygo GPI干涉仪仅可得到棱镜直角偏差,与本文方法的测量值偏差在0.15″以内.所提方法移相光路设计简便,并可实现小尺寸反射棱镜的测量.

大口径平行光管光学设计和容差分析

大口径平行光管是光学系统检验的关键装置。大口径平行光管光学系统采用球面共轴系统结构，主镜为妒l500球面反射镜，次镜为无光焦度校正板组件，通过优化设计这种系统能够较好地消除系统像差。在设计视场内平行光管系统对532，6328，1319nm三个波长的波像差均小于M40(2=0．6328μm)，不同视场对应的Strehl-ratio分别为0．9993，0．9963和0．9846。如图1所示。

俯仰扫描用反射棱镜由光学平行度误差带来的测角误差和双像差（续）

（续2007年No．2）六。

用激光平面干涉仪测量光学平板玻璃的平行差

平板玻璃是指两个表平面相互平行的玻璃板。在加工中,由于加工设备、测量仪器等因素,不可能将两个表平面加工的绝对平行,总是会形成一定的角度,这个角度就是平行平板玻璃的平行性误差,用误差角θ表示,见图1。

利用玻耳干涉仪测量棱镜的光学平行差

根据球面光波干涉法测量原理,制作了激光玻耳干涉仪,并利用其对反射棱镜的光学平行差进行测量。

俯仰扫描用反射棱镜由光学平行度误差带来的测角误差和双像差（续）

三、俯仰扫描用的立方棱镜 所谓立方棱镜，就是由两块直角棱镜按弦面胶合在一起构成的一个立方形复合棱镜。当在这种棱镜的胶合面上镀析光膜时，就是析光棱镜。它经常被用在自准直仪中起分光作用。而在这种棱镜的胶合面上镀反射膜时，则构成图3．1所示的立方棱镜（FLI-O）。这种棱镜经常被用在光学系统中起倒像或补偿像倾斜的作用。

俯仰扫描用反射棱镜由光学平行度误差带来的测角误差和双像差

本文推证了光线以任意角向楔形镜入射时，偏向角的计算公式。说明当光线通过反射棱镜时，由棱镜光学平行度误差带来的偏差角是随光线入射角的变化而变化的。从而推断，瞄准镜在利用棱镜做大角度的垂直旋转来实现视准轴俯仰扫描时，棱镜的光学平行度误差必然会带来视准轴的偏移，造成会随俯仰角变化的测角误差和双像差。进而对不同镀膜方式的俯仰扫描棱镜补偿调节双像差的原理，进行了分析讨论。推证了它们在补偿调节后的残余双像差的计算方法。说明虽然经过了补偿调节，但还需要对不同镀膜方式的棱镜附加不同的技术要求，才能将双像差控制在较小的范围之内。最后，对如何进一步采取措施来减小和局部消除这种双像差，进行了分析讨论。

复消色物镜的波差法光学设计

采用波差法进行复消色物镜的光学设计。以球差与波差、色差与波色差的关系为基础,推导出了波差与结构参数之间的关系方程式。运用得到的方程式来计算初始结构,可以充分发挥用计算机编程处理复杂问题的优势,使复杂的计算问题能够快速解决。针对光学设计中的两大难点之一——复消色大口径长焦距平行光管物镜的设计,利用自行编写的光学设计程序,采用低价的国产玻璃成功地设计出高质量的复消色大口径长焦距平行光管物镜。同理,选取不同的玻璃组合,也能设计出高质量的复消色摄影物镜。最后给出多个设计实例对采用的设计方法进行了验证,结果表明,采用波差法进行复消色物镜的光学设计简单易行,且设计的物镜质量高,成本低。

森萨塔推出第二代差压传感器(DPS) 让柴油汽车制造商满足最严苛的排放标准

领先的传感器和控制器制造商森萨塔科技开发出第二代差压传感器（DPS），这款产品凭借其在控制排放方面的精确性和耐用性而得到柴油汽车客户的重视。森萨塔燃烧和排气~rff-]全球营销经理TjmTiek评论说：“十年前几乎没有任何用于排气系统的传感器。如今排气系统非常复杂，使得汽车原始设备制造商必须不断加入传感器才能正确操作。”

平行分束偏光镜剪切差的光谱特性研究

为了更合理地使用平行分束偏光镜,针对由冰洲石晶体制作的平行分束偏光镜,从理论上对剪切差的光谱特性进行了分析,并进行了实验验证。晶体中e光线相对e光波的最大离散角以及棱镜的剪切差均受入射光波长的影响;对于一般设计且长度一定的棱镜,其剪切差随入射光波长的增大而减小,且紫外波段对剪切差的影响大于可见和红外波段。结果表明,本研究对平行分束棱镜在宽光谱范围的设计和应用问题的处理具有参考价值。

三元结构剪切差对入射点连续可调的平行分束偏光镜设计

为了节省稀有的冰洲石晶体材料,并实现剪切差对入射点的连续可调,采用冰洲石与光学玻璃组合的方法,设计了一种新型平行分束偏光镜。该棱镜是在ZBaF3玻璃中间夹冰洲石晶体薄片的三元结构,并用溴代萘胶合;选择合适的结构角,令电矢量振动方向相互垂直的两束偏振光在不同端面平行出射。实验测试表明,棱镜的e光透射比高于70%,o光透射比高于85%,消光比优于10-3。该设计在大大节省冰洲石晶体的前提下,不仅保持了良好的性能,而且还实现了剪切差对入射点的连续可调,给使用带来了巨大的便利,具有良好的应用前景。

剪切差对入射点连续可调的平行分束偏光镜

为了既节省冰洲石晶体材料，又可以实现剪切差对入射点的连续可调，将光学玻璃（ZBaF3）与冰洲石结合，并用溴代萘胶合，设计了一种新型平行分束偏光镜。实验测试表明，棱镜出射的o光透射比高于85％，消光比优于10^-5；e光透射比高于70％，消光比优于10^-3。结果表明，该设计在节省冰洲石的前提下，不仅保持了良好性能，还实现性能创新，给使用带来便利，具有良好的应用前景。

棱镜塔差的高精度检测

提出了一种棱镜第二光学平行差(塔差)的高精度检测方法。准直光束垂直入射到直角棱镜的斜边面,经直角棱镜反射后返回,被四象限探测器QD接收,使直角棱镜沿平行于光线方向的直线导轨移动,由直角棱镜在直线导轨近端与远端时QD测得的光斑位置差值即可计算得到棱镜塔差。方法可避免棱镜装配误差的影响,系统结构简单紧凑。通过理论分析、仿真和实验,验证了方法的可行性。在设定参数下,测量分辨率可达到0.01″,测量精度优于1″。

大视场角入射平行平面板像差分析方法

基于平面对称光学系统三阶像差理论,研究平行平面板在大视场角入射情形下的像差解析分析方法.首先,研究多个平行折射平面的三阶像差计算方法,推导出相应的孔径光线传递方程及像差系数表达式;其次,在此基础上,推导出单个平行平面板的波像差和像差计算表达式;最后,分别用像差计算表达式和光学设计软件Zemax对含平行平面板构成的大视场角光学系统实例进行像差计算.结果表明,用像差表达式计算的结果精度较高.

五角棱镜的光束转向误差对波前测量的影响

从分析五角棱镜的角度制造误差产生的光学平行差入手,推导出确定入射光线和棱镜调整的表达式;利用棱镜转动定理建立了五角棱镜的光输出平面波前与其角度制造误差和导轨引起的运动误差之间的关系;并用计算机模拟试验分析了五角棱镜的角度制造误差和导轨引起的运动误差产生的扫描光束转向的波前误差。指出此研究结果有利于五角棱镜的加工和棱镜调整,还有利于大口径望远系统波前检测过程中扫描光束转向的波前误差的修正。

光学窗口形变对平行光管光学性能影响分析

由于环境工况的多变性,光学窗口设计交叉了光、机、热等多种学科。在压差、轴向温差及径向温差工况下,分析光学窗口形变对某大口径、长焦距平行光管光学性能的影响,建立了光学窗口的有限元模型,与理论结果进行对比,验证了该有限元模型的有效性。以有限元分析得出的光学窗口变形数据为输入数据,带入改进了的Zernike多项式光机分析接口程序,获得了与像差对应的Zernike系数。用得到的Zernike系数表示光学窗口面型,以波像差作为光学系统成像质量评价指标,分析光学窗口变形对大口径、长焦距平行光管系统光学性能的影响。结果表明:光学窗口变形对平行光管系统光学性能的影响可以忽略不计。

五角棱镜光束转向波前误差的分析与检测

从分析五角棱镜的角度制造误差产生的光学平行差入手,建立起五角棱镜的光输出平面波前与运动误差和角度制造误差产生的扫描激光束转向的波前改变量之间的关系。采用渥拉斯顿棱镜型双频激光干涉仪实时测量五角棱镜的运动误差,即可计算出扫描激光束转向的波前误差,以便在大型望远系统波前测量时对此误差加以修正。

五角棱镜的角度制造误差对波前测量的影响

从光学平行差入手,导出了有角度制造误差的五角棱镜的像方坐标系和作用矩阵,分析了角度制造误差引起的扫描激光束转向的波前误差,提出了调整五角棱镜的依据,有利于减小角度制造误差对大口径透镜望远镜波前测量的影响。