测量大波差非球面系统的一种新方法

将朗奇检验的物理原理与同步位相探测技术结合,求出对应于大量值波差或非球面波差函数的一阶导数(?)W/(?)x,(?)W/(?)y,利用 Zernike 多项式进行拟合,拟合系数分别为 B(k),C(k),再对波差函数用 Zernilke 多项式拟合,拟合系数为 A(k),求出 A(k)与 B(k),C(k)之间的关系式,从而得到拟合系数 A(k),获得波差的三维分布图.文中还对其拟合精度进行了分析讨论.

大偏离量非球面加工系统的精度标定

用于红外侦察、预警相机中的非球面,当直径大于500mm时,非球面的偏离量大约为200μm以上(PV值),目前的发展趋势是非球面偏离量还会继续加大。如果从最接近球面开始修磨,则工作量较大、工作周期较长。所述加工系统基于直接成型非球面的思想进行开发,通过精度标定,借助于误差补偿手段保证了系统的加工精度,实现了非球面快速铣磨成型的目的。

高精度非球面制造系统控制软件的设计

根据高精度非球面制造及测量的需求,设计并实现了高精度非球面制造及测量系统的控制软件.系统基于工控PC机和Windows98操作系统,并选用Delphi6.0和VisualFortran作为开发工具.系统采用在线误差补偿加工技术,选择平面砂轮和圆弧砂轮两种加工方式,可达到加工高精度光学非球面镜的要求.

非球面光学系统设计、加工及检验的综合考虑

某研究所要求研制一台夜间红外观测系统 ,观测波段为 3～ 5 μm ,焦距 f =90 0mm ,相对口径为 1∶4,视场角 2ω =0 8°。红外焦平面是已有的 ,其冷屏直径为Φ5mm ,冷屏至焦面的距离为 2 0mm。由于从设计开始 ,要求完成的时限很短 ,因此必须将缩短加工周期的问题作为重要因素来考虑。工作在 3～ 5 μm波段 ,首选的必然是非球面反射系统 ,而非球面的加工与检验的难易直接和其参数有关。因此在评价设计结果时 ,不能仅从像质好坏来看 ,还要看其需要的加工周期长短。接受到任务之后 ,首先找到了可行的方案 ,然后设计了几个具体的系统 ,在比较了两个最可行的设计结果之后 ,选择了其中之一。

一种基于自动对焦的非球面测量系统

影响高精度非球面磨削加工精度的不仅是机床、刀具和数控技术等参数 ,而且取决于制造系统所采用的测试手段和所能达到的测量精度。针对非球面制造系统的测量特点 ,将光栅测量技术和光学显微镜自动对焦技术引入环节 ,进而提高对非球面工件的测量精度 ,解决了制约非球面加工精度提高的测量问题。

以多台低功率激光为光源的非球面反射系统实验装置的设计

设计了以多台低功率激光为光源的非球面反射系统的实验装置.实验表明,该装置可以使多台激光器的总功率提高1.02倍以上.

机载相机非球面光学系统热光学特性分析

环境温度是影响非球面光学系统成像质量的主要因素之一,采用热光学特性分析方法,对某机载相机非球面光学系统进行热光学特性分析,通过有限元法分析相机光学系统结构热变形,并去除镜面表面刚体位移,将面型数据输入光学软件程序进行Zernike多项式拟合,将拟合结果导入光学设计软件中,对非球面光学系统成像进行性能评价。分析结果表明:热光学特性分析方法可以有效地对非球面光学系统的实际工作环境进行仿真,预测环境温度对光学系统成像质量的影响,对光学系统设计具有指导意义。

热致梯度折射率对非球面光学系统成像质量的影响

机载相机在上升过程中,由于温度降低和镜头各部分材料的导热率大小不同,镜头部分会产生温度梯度,从而导致非球面光学系统产生梯度折射率.利用有限元分析软件对镜头部分进行瞬态热分析以模拟机载相机上升过程中温度的变化情况,将有限元分析不同时间节点温度分布结果导入编写的折射率梯度系数拟合程序,将所求解的梯度折射率系数通过镜面类型接口在光学软件中建立光学系统模型,利用点列图的弥散斑半径评价不同时间节点梯度折射率对成像质量的影响.结果表明,机载相机刚升入工作高度时温度梯度最大,对成像质量影响也最严重,梯度折射率系数随着温度梯度系数的降低而降低,同时成像质量提高,该结果对光学系统的设计具有指导意义.

西安光机所离轴非球面光学系统取得突破

据www．opt．ac．cn网站报道，近日由中科院西安光机所空间室承担的某离轴三反相机桌面样机顺利通过模拟实验，其中采用的光学非球面为该所先进光学加工与检测中心研制。该项工作从非球面光学系统设计、光学冷加工到光学系统的计算机辅助装调技术都由该所独立完成，实现了该所离轴非球面光学系统制造的完整链条。

猫眼波前定位虚实结合干涉非球面参数误差测量(特邀)

非球面广泛应用于光学系统中。表征非球面的基本参数包括顶点曲率半径、圆锥系数以及高阶非球面系数,它们贯穿了非球面的设计、制造、检测、装调过程。对非球面参数的高精度测量是加工和装调的前提。提出了一种基于虚实结合干涉仪的部分补偿非球面参数误差测量系统。在该系统中,采用部分补偿干涉法测量剩余波前,复用干涉仪利用轴向扫描透镜的猫眼波前定位法测量补偿镜与被测镜之间的间距,采用虚实结合迭代算法进行参数误差求解。该系统仅需在部分补偿干涉光路中引入会聚透镜,装调简单,测量精度高。通过一个四次非球面参数误差测量实验验证了该方法的有效性和精度。

一种利用半反半透透镜检验二次非球面的方法

将半反半透透镜应用于非球面检验。半反半透面和待检验面作为透镜的两个面,空间上相互靠近。半反半透面实现光线自准,同时也对波前进行补偿。这样,既消除了中心遮挡,又可以减小光学系统的尺寸,同时也增强了检验的能力。根据三级像差理论对这一方法进行了推导,进而给出了从待检面的参数得到检验系统参数的方法。根据这一方法设计了一个口径300 mm,焦距1200 mm凸反射镜的检验光路,通过光学设计软件ZEMAX进行优化,优化后系统的波像差小于1/(100λ),满足光学检验的要求。

《非球面光学制造与测量技术文集》(内部资料)

《非球面光学制造与测量技术文集》介绍了目前非球面制造与测量技术的发展现状和趋势,涵盖了古典加工及现代先进制造技术中涉及光学非球面的优秀论文。内容包括:非球面光学系统设计、加工与检验;非球面光学加工;非球面零件光学检测技术研究;大口径透镜凸面零检验的补偿器设计;

大口径平像场激光扩束器光学系统的研制

研制出系统有效口径Φ=300mm,扩束倍率β=30×,视场2ω=±1m rad,能在λ=0.532μm,0.6328μm,1.064μm三种波长下工作,主波长为λ=0.6328μm的激光扩束器。系统光学材料全部采用德国进口Schott熔石英玻璃,前组物镜焦距F=800mm,且为高次非球面。用干涉仪检测,系统最终面形误差峰谷值优于λ/7,均方值误差优于λ/50。

大相对口径大线视场光学系统的设计

文章论述了用于红外远距离探测的光学应是全反射式的大相对口径、大视场的离轴非球面系统。给出了一个通光口径为60 0mm ,相对口径 1∶1 67,线视场为± 5°的设计结果。

光学系统及设计

TH703 98020742 GOLD-新一代复杂光学系统分析优化软件包=GOLD-A new type optimal design softwarepackage for the complex optical system[刊,中]/王涌天,何定,张思炯(北京理工大学光电工程系.北京(100081))∥光电工程.-1997,24(3).-42-48介绍GOSA程序的换代产品-GOLD软件包。

两非球面反射镜非扫描式软X射线投影光刻系统

提出一个软Ｘ射线投影光刻、缩比为６１、由两非球面镜构成的光学系统。该系统在波长为１３ｎｍ时，可获得３０ｍｍ的平像场和优于０．１μｍ的光刻线条分辨率，其最大畸变为０．４％。

离轴非球面三反射镜光学系统装调中计算机优化方法的研究

针对离轴非球面三反射镜光学系统 ,采用多视场自准干涉检验 ,得到表征系统失调的一系列像差值 ,将之作为校正对象 ,利用最小二乘优化算法来确定系统的失调量。当失调状态被确定后 ,在理论上证明了通过单步校正达到理想装调要求是可行的。

激光引信单级非球面光学系统研究

针对激光引信中发射激光束发散角差异大和回波信号微弱的问题，通过分析激光引信定距影响因素，并结合激光引信具体要求和非球面光学设计理论，应用Zemax光学软件设计了激光引信单级非球面发射准直透镜和接收聚焦透镜。仿真结果显示出射激光束发散角分别被压缩至4mrad和2．5mrad时，回波信号可高效会聚。根据设计加工非球面透镜并进行实验，结果表明该系统在探测距离目标约为18m时，具有清晰的回波信号。

基于同时多表面设计原理的非球面成像光学系统初始结构构造方法研究

设计非球面光学系统,尤其是含有多个非球面光学表面的光学系统,合理的初始结构可以有效地减少设计工作量,提高后续的优化效率,本文提出利用同时多表面(simultaneous multiple surfaces,SMS)设计原理构建初始结构的方法,并且分析了其在成像光学系统设计中的像差特性,根据分析提出了利用SMS方法开展非球面光学系统初始结构设计的流程。最后使用该方法获得一款激光雷达接收装置的光学系统初始结构,经过进一步优化后,得到了工作中心波长850 nm,系统焦距20 mm,相对孔径为1/1.6,视场角为40°,总长小于30 mm的设计结果,验证了该方法在确定非球面光学系统初始结构方面的可行性。

国产高精度大口径碳化硅非球面光学系统成功磨制

碳化硅材料具有刚性高、热稳定性好、热膨胀系数小、热导率大、抗热震性优良、耐磨损性耐化学腐蚀性高、机械性能各向同性和无毒等优点，被广泛用于各种场合。除人们熟知的碳化硅材料应用领域，即功能陶瓷、高级耐火材料、磨料及冶金原料之外，它还能作为玻璃的替代品之一，用于高精度的反射镜材料。