大口径长焦距暗弱星模拟器系统设计

为提高星模拟器口径及焦距,提出以大口径长焦距离轴反射式系统作为星模拟器的准直光学系统。首先,研究星模拟器参数需求及光学系统构型优缺点,确定准直光学系统结构;其次,优化光学系统参数,分析像质情况;最后,测试系统各项实际指标,验证光学系统可行性。优化结果表明:系统口径为Φ510 mm,焦距为5000 mm,系统波像差≤0.049λ,点列图RMS半径≤2.589μm,各视场MTF接近衍射极限,畸变量≤0.002%,场曲≤0.2 mm,完全满足设计要求。测试实验结果表明:系统波像差0.0616λ,星等模拟范围+7~+12 Mv,星等模拟误差0.08 Mv,实现了对高星等恒星的精确模拟。

眼屈光要素对青少年近视的影响

目的 :通过检查青少年学生眼球的屈光要素 (角膜曲率、眼轴长度 ) ,了解其对青少年近视的影响。方法 :对近视学生采用散瞳验光和电脑验光及测定患者的角膜曲率和用A超测定眼轴长度而进行分析。结果 :4 2 7例 85 4眼的学生近视 ,其中屈光度在 - 3.0 0DS以下者有 4 6 1只眼占 5 4 .0 % ,- 3.2 5～ - 6 .0 0DS者有 2 86只眼占 33.5 % ,- 6 .2 5DS以上者有 10 7只眼占 12 .5 %。近视学生男 188例 ,女 2 39例。角膜曲率 (屈光力 )平均水平曲率为 (4 3.0 3± 0 .35 )D ,垂直曲率为 (4 3.75± 0 .4 3)D。眼轴长度平均为 (2 3.0 7± 0 .19)mm。在同年龄组同性别组中垂直和水平角膜曲率之间差异有显著性 (P <0 .0 5 )。在 6～ 12岁和 13～ 15岁组中 ,中度和低度近视平均眼轴长度之间差异没有显著性 (P >0 .0 5 )。结论 :学生近视以轻度近视 (- 3.0 0DS)为最多 ,占 5 4 .0 % ,女生近视多于男生 ,可能与女生青春发育期比男生早有关。低年龄学生的中、低度近视属非轴性近视 ,是由于眼屈光要素之间不匹配、不协调而失平衡所致。

长焦距大视场光学系统的光机结构设计

为了实现某长焦距大视场轻型离轴三反空间相机的光机结构设计,基于SiC材料空间反射镜,采用适合于轻型高分辨空间相机的桁架结构,对离轴TMA系统的支撑结构进行了静力学、动力学建模,优化了结构形式。采用光机热集成分析方法,指导、评价和优化相机光机结构设计过程,提高结构固有频率,增强相机热稳定性适应范围。相机结构设计基频>93Hz,在±4℃均匀温变工况和重力作用下,相机光学系统传递函数(MTF)达到0.37;反射镜组件加速度响应最大放大倍数<6倍。结果表明,采用该方法设计的相机结构固有频率高,重力变形、抗振性能、热变形等方面均能满足使用要求。

基于光学自由曲面的离轴三反光学系统

为了研制长焦距大视场离轴三反空间光学系统,描述了自由曲面光学数理模型,设计了基于自由曲面的离轴三反光学系统。针对焦距为4 500mm,成像视场角为11°,系统总长与焦距的比值为1/3的光学系统,对比分析了传统离轴三反光学系统和次镜为自由曲面的离轴三反光学系统的关键性能。在提出的光学系统中次镜采用自由曲面设计,提升了光学系统的像差平衡能力;最终选用相对孔径为1/9.5的设计方案,使光学系统全视场平均波像差优于0.030λ(λ=632.8nm),平均传递函数优于0.434(71.4lp/mm),接近衍射极限;在同等条件下系统设计传递函数比传统离轴三反系统提高5%以上。优化设计后光学系统自由曲面次镜与理论球面偏差为1.1λ,采用定制的标准球面镜结合基于数字样板的非零位检测方法可完成面形实时高精度检测,解决了大口径凸自由曲面检测的难题。结果表明,采用基于自由曲面次镜的空间光学系统,具有体积小、技术可实现性强、波像差和传递函数等关键性能优越等优点。

长焦距同轴四反射镜光学系统设计

低成本、高性能对地遥感微纳卫星是当前研究和开发的热点,为适应微纳卫星平台,要求空间相机具备小型、轻量化的特点。在其体积和质量的限制下,设计结构尽可能紧凑的长焦距大视场望远物镜是成功研制高分辨率对地遥感光学相机的关键,研究利用同轴四反射镜系统解决这一问题的可能性。首先,介绍无二次遮拦同轴四反射镜望远物镜的组成与工作原理;基于近轴光学和初级像差理论,导出几何约束条件和初级像差公式,给出结构紧凑的长焦距同轴四反镜系统的设计思想与方法;最后给出举例及设计结果。优化设计了全视场角1°×1°、有效焦距2 100 mm、F数为7的同轴四反射光学系统,总长228 mm,约为有效焦距的1/9,结构简单紧凑,像质接近衍射极限。

虾青素对凹透镜所致的豚鼠近视模型屈光状态及病理组织形态的影响

目的:探讨虾青素对凹透镜所致的豚鼠近视模型屈光状态及病理组织形态的影响,阐明虾青素对近视屈光状态的改善作用。方法:48只健康豚鼠随机分为空白对照组(n=12)和模型组(n=36),模型组以远视性光学离焦法制备豚鼠右眼近视模型(左眼作为对照)后随机分为模型对照组、低(25ig·kg^(-1))和高剂量虾青素组(50ig·kg^(-1)),给药干预4周,于2和4周分别检测各组豚鼠双眼屈光度和眼轴长度,并于4周检测完成后,对右眼进行病理组织形态学检查。结果:模型组豚鼠在实验2周后实验眼球屈光度较作为对照的左眼低(P<0.05),与空白对照组右眼比较也明显降低(P<0.05),4周后更加明显(P<0.01);模型组豚鼠在实验2周后实验眼球的眼轴长度较对照的左眼及空白对照组增加(P<0.05),4周后增加更为明显(P<0.01)。与模型组比较,虾青素组豚鼠眼屈光度及眼轴长度明显增加(P<0.05),用药时间长且效果较好;其病理组织形态学上也呈现出明显的改善,胶原断裂现象明显减少且排列较整齐。结论:虾青素在改善近视眼屈光度及眼轴长度方面有良好的效果,还有助于恢复近视眼球巩膜的组织形态。

离轴光学系统的畸变分析及焦距测量

为了实现离轴光学系统的高精度畸变分析、测量及在轨图像的快速、高精度畸变校正,利用高阶畸变分析方法对离轴光学系统的相对畸变进行了拟合分析。首先,对离轴光学系统的理论畸变进行了分析,提出了等效焦距的概念,并利用高阶畸变分析方法对系统的相对畸变进行了拟合分析;接着,针对装调完成的某离轴光学系统完成了畸变测试及焦距测量;最后,利用实测结果完成了该离轴光学系统的物像对应关系的高精度解算。与ZEMAX光线追迹的结果相比,利用高阶畸变系数计算得到的等效焦距最大偏差为0.366 mm;对于某装调完成的离轴光学系统,实测等效同轴系统焦距的偏差仅为6.378 mm,相对偏差为0.073%。验证了该方法对于离轴光学系统畸变分析、测量及焦距测量具有正确性及精度保证,将为在轨图像的快速、高精度畸变校正提供可靠输入。

一种轴向变倍四视场中波红外光学系统

设计了一款长焦距大变倍比轴向变倍四视场中波红外光学系统.该光学系统由前固定组、变倍调焦组、中间补偿组、后固定组、反射镜一、反射镜二、中继组组成.光学系统采用光学补偿叠加机械补偿方式克服单一光学补偿或机械补偿变焦方式无法同时满足光学系统长焦距、大变倍比、光学系统小型化、光学系统宽温度范围(-40℃~70℃)温度补偿等问题,实现了兼具长焦距和大变倍比的轴向变倍四视场中波红外光学系统.设计结果表明该光学系统像质良好,满足热象仪整机使用要求.

青少年单纯性近视眼屈光度与角膜曲率及眼轴的相关性

目的探讨青少年单纯性近视眼屈光度与角膜曲率及眼轴的关系。方法对单纯性近视277例536只眼,测量其角膜水平及垂直曲率,并按年龄、屈光度分组,对各组角膜曲率及眼轴长度进行统计学分析。结果各组角膜水平及垂直曲率比较,差异有显著性(P<0.05)。不同年龄两组间的角膜曲率和眼轴长度比较,差异无显著性(P>0.05)。不同屈光度两组比较,角膜曲率差异有显著性(P<0.05),眼轴长度差异有非常显著性(P<0.01)。多元线性回归和相关分析显示眼球轴长增加是单纯性近视眼形成的主要因素。角膜水平曲率与垂直曲率呈正相关,角膜曲率与眼轴长度呈负相关。结论青少年单纯性近视的屈光度与角膜曲率及眼轴长度密切相关,且眼轴长度是单纯性近视眼形成的主要因素。

一种长焦大变倍连续变焦光机组件结构设计及装调

介绍了一种基于长焦大变倍比连续变焦红外热像仪的结构设计及装调方法。可用于各类红外热像仪的变焦结构设计中,在保证图像清晰的前提下,能够明显改善连续变焦过程中的光轴晃动,提高红外热像仪的光轴一致性和光轴稳定性,控制焦距精度,降低红外热像仪装调难度。该结构采用双导轨配合步进电机组件化设计,相对于其他变焦结构的设计,该结构变焦过程中光轴一致性好,光轴晃动量小,通用性强。

用平行光测薄透镜焦距的一种新方法

基于薄透镜焦平面和副光轴的性质,提供了一种用平行光测量透镜焦距的新方法.该方法中的入射光平行于待测透镜的副光轴而非主光轴.该方法的利用可以加深对薄透镜主光轴、副光轴、焦平面等光学概念的理解和应用,进一步理解近轴成像的含义.

视轴与角膜曲率半径的关系

目的 :探讨视轴与角膜曲率半径的关系。方法 :采用A超测 10 4 91只眼的视轴 (AL)值 ,用角膜曲率仪测出角膜前曲率半径 (r)值 ,并将AL、r按视轴每相差 1mm及其相应角膜曲率半径为一组分别进行统计分析。结果 :视轴长者 ,曲率半径也相应长些 ;反之 ,视轴短者 ,其曲率半径也偏短。结论 :随着视轴长度的逐渐增大 ,其角膜曲率半径的值也相应逐渐增大。

高度近视眼视网膜神经纤维层光学相干断层扫描研究

目的:比较正常眼及不同眼底、不同眼轴高度近视眼(HM)视网膜神经纤维层(RNFL)的厚度,以期发现HM的RNFL特点,为HM合并原发性开角性青光眼(POAG)的诊断提供帮助,减少HM-POAG的误诊率。方法:选取正常对照组30例60眼,HM组40例76眼,按眼底改变轻重将HM患者分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4组,并根据眼轴长度分为23～24mm(正常组,60眼)、25～26mm(20眼)、26～27mm(24眼)、27～28mm(18眼)及>28mm(14眼)组,采用光学相干断层扫描(OCT)测定RNFL的厚度,比较正常对照组、HM组RNFL厚度以及HM与眼轴长度、眼底病变的关系。结果:HM患者RN-FL厚度上、下象限及鼻象限、平均值均变薄,与正常对照组相对应的象限相比差异均有统计学意义(P<0.05),颞象限差异无统计学意义(P>0.05);随着眼轴的增长,平均(Avg)RNFL厚度逐渐变薄,眼轴27～28mm组和眼轴>28mm HM组的Avg RNFL与正常对照组相比差异有统计学意义(P<0.05);Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组的上、下、鼻象限及均值RNFL厚度较正常对照组均有所降低(P<0.05),各组颞象限与正常对照组差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:HM的RNFL厚度随眼轴增长和眼底病变的加重而变薄,对HM患者应采用不同的指标结合RNFL厚度下降辅助诊断早期青光眼。

超宽视场离轴光学系统畸变一致性校正技术

为满足海岸带超宽视场和高分辨率的动态监测需求,高分辨率宽覆盖已成为空间光学遥感器的重要发展趋势。HY-1C/D卫星海岸带成像仪采用两台相机组合的方式实现大幅宽,单台相机是32°超宽视场离轴光学系统,相机存在弧形畸变且畸变较大。研究了超大视场离轴光学系统畸变一致性校正技术,提出"多变量仿真-高精密测量-交互迭代"的装调方法,开展了兼顾像质、视轴、畸变的多变量全链路仿真计算,通过高精度畸变测量系统实现了畸变补偿的交互迭代调整,解决了镜头装调阶段畸变不可控的难题,实现双台相机畸变一致性控制精度优于0.1%,完全满足测试技术要求,结果表明方法合理可行。

针刺联合角膜塑形镜防治儿童中低度近视的疗效观察

【目的】观察中低度近视儿童佩戴角膜塑形镜配合针刺疗法防治中低度近视的疗效。【方法】将60例中低度近视患儿随机分为对照组和观察组,每组各30例。对照组单纯给予佩戴角膜塑形镜治疗,观察组在佩戴角膜塑形镜的同时配合针刺治疗,疗程为1个月,并进行为期2年的随访。观察2组患儿在治疗1个月、3个月、6个月、1年和2年后的屈光度增加量和眼轴长度变化量,并评价2组患儿治疗2年后的临床疗效。【结果】(1)治疗2年后,2组患儿的裸视力均有不同程度的提高,其中,观察组的总有效率为90.0%(27/30),对照组为76.7%(23/30),组间比较,观察组的疗效明显优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。(2)与单纯佩戴角膜塑形镜治疗的对照组比较,配合针刺治疗的观察组患儿在治疗1年和2年后的屈光度增加量、眼轴长度变化量均有明显减缓趋势,差异均有统计学意义(P<0.05);而2组患儿在治疗1个月、3个月、6个月后的屈光度增加量、眼轴长度变化量比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。【结论】在佩戴角膜塑形镜的同时配合针刺治疗,对防治儿童中低度近视有较好的远期疗效。

基于扫频源OCT的全眼组织参数测量系统的研制

目的:基于扫频源光学相干断层扫描(optical coherence tomography,OCT)研制全眼组织参数测量系统,用于全眼成像和精确测量眼轴长度等眼组织参数。方法:使用基于垂直腔表面发射激光(vertical-cavity surface-emitting laser,VCSEL)的扫频激光器作为系统光源,并集成内固视灯组件和视频监视组件构建该系统。通过计算机控制图像采集及信号处理,获得目标组织的结构图像;再通过结构图像上组织的位置信息,获得眼轴长度等生物组织参数。通过模拟眼测试实验和对成人眼球的测量实验(与IOL Master 700对比)验证该系统的性能。结果:模拟眼测试实验表明,该系统能够准确测量玻璃靶各镜片间的距离,具有很好的测量准确度;8例成人眼球测量实验表明,该系统的测量结果与IOL Master 700的测量结果具有较高的一致性。结论:该系统准确地实现了眼轴长度的测量,可满足临床测量要求,为眼科疾病的诊断和防治提供理论依据。

贺氏三通法治疗痉挛性近视患儿对屈光度、眼轴长度的影响研究

目的:探讨贺氏三通法治疗痉挛性近视患儿对屈光度、眼轴长度的影响。方法:采用前瞻、随机、对照试验方法,选择2016年1月—2017年3月在我院诊治的顺义地区痉挛性近视患儿120例(120眼)作为研究对象,根据随机信封抽签原则分为观察组与对照组各60例,对照组给予正常配镜治疗,观察组在对照组治疗的基础上给予贺氏三通法治疗,两组都连续治疗观察6个月。结果:治疗后观察组与对照组的总有效率分别为98. 3%与86. 7%,观察组的总有效率明显优于对照组(P <0. 05)。治疗后观察组与对照组的屈光度分别为(0. 84±0. 24) D和(0. 23±0. 21) D,都明显高于治疗前的(-1. 29±0. 45) D和(-1. 33±0. 41) D(P <0. 05),且治疗后观察组的屈光度高于对照组(P <0. 05)。治疗后观察组与对照组的眼轴长度分别为(23. 22±0. 43) mm和(21. 11±0. 63) mm,都明显高于治疗前的(18. 33±0. 78) mm和(18. 11±0. 56) mm(P <0. 05),且观察组高于对照组(P <0. 05)。结论:贺氏三通法治疗痉挛性近视患儿能提高屈光度与眼轴长度,提高治疗疗效,有很好的应用价值。

新型高精度变焦距系统设计

简要介绍了传统凸轮结构变焦距系统的原理、组成及存在的问题,并针对传统凸轮结构变焦距系统存在的主要问题,提出了一种新型高精度变焦距系统,用直线步进电动机替代凸轮机构控制变倍组和补偿组在直线导轨上线性或非线性精确移动,用直线光栅尺替代电位计,完成焦距值实时输出,并对步进电机实现闭环控制。该系统比传统凸轮结构变焦距系统光轴晃动减少90%,定位精度提高80%。

基于同心离轴双反射系统成像光谱仪的像散校正(英文)

提出了一种基于同心离轴双反射系统的成像光谱仪，该系统由四片球面反射镜与一块平面光栅组成．在分析同心离轴双反射系统的基础上，结合像差理论与光程函数概念，推导了同心离轴双反射系统的像散公式，得到其消像散条件．消像散理论表明，将消像散的同心离轴双反射系统分别应用于成像光谱仪的准直光路与聚焦光路中，可以实现成像光谱仪全光路消像散．研究了准直光路与聚焦光路共心对称的成像光谱仪结构，给出了其通用设计算法．根据初始结构计算方法，设计了工作波段在远紫外（120～180nm）的成像光谱仪实例，给出了初始结构的点略图与像散曲线图，以验证消像散理论的正确性．结果表明，初始结构完全符合消像散理论．优化设计后的成像光谱仪光谱分辨率接近1．6nm，调制传递函数值全视场全波段在0．37以上，具有良好的成像质量．

孔源性视网膜脱离与眼生理指标相关性研究

目的探讨孔源性视网膜脱离(RRD)与角膜厚度、眼轴长度及角膜曲率半径等眼生理指标的关系;不同类型视网膜裂孔与年龄、屈光状态的关系;屈光状态与双眼RRD发生率的关系。方法回顾性分析2002-03—2005-03在笔者所在医院收治的RRD患者82例96眼,选取与RRD组患者相同年龄、相同屈光状态的非RRD患者82例与RRD患者进行1∶1配对研究。结果各年龄组RRD发病构成比不同且各年龄组裂孔形态也有明显不同,圆孔以<40岁年龄组青少年人居多,其中20～29岁年龄组为发病高峰。马蹄孔以≥40岁年龄组中老年人居多,其中60～69岁年龄组为发病高峰。高度近视引起双眼RRD的比例高于正视眼及中低度近视组。中低度组近视引起视网膜圆形孔的比例高。RRD组角膜厚度小于非RRD组,尤其是圆形孔组有显著性统计学差异。RRD组眼轴长度大于非RRD组。角膜曲率无统计学差异。结论各年龄组RRD发病构成比不同且各年龄组裂孔形态也极大不同,RRD圆形变性孔多见于20～29岁,马蹄形牵拉孔多见于60～69岁;角膜厚度变薄与眼轴增长为孔源性视网膜脱离的危险因素,临床上应对角膜薄、眼轴长者定期随访,密切观测,及时发现视网膜裂孔,避免RRD的发生。