旋转平行光管主镜背部柔性支撑设计与仿真分析

针对光学动态靶标进行光电跟踪光端机的跟踪精度的测试时,旋转的光电平行光管由于离心场的存在导致主镜面型误差过大的问题,提出了一种基于挠性梁减小旋转平行光管离心工况下主镜面型误差的方法。文章首先针对主镜支撑点径向位置最优布局进行求解,其次在Isight优化平台上对主镜背部支撑挠性梁的关键设计参数进行尺寸优化,最终利用Sigfit软件分析了离心工况下主镜面型误差。采用优化后的主镜支撑方案,反射镜在1.64g离心力作用下,主镜面型精度RMS优于0.03λ(λ=632.8nm),组件一阶固有频率为167Hz。采用4D干涉仪对平行光管的波像差进行检测,检测结果表明,平行光管光机系统的波像差RMS值优于0.067λ。经过仿真分析与检测实验证明,采用挠性支撑的旋转平行光管镜的动态刚度与面形精度满足光学动态靶标的应用要求。

一种用于OLED屏疵病检测的高解析度线扫描镜头设计

为了满足OLED屏疵病检测的成像需求,设计了一种高解析度线阵扫描镜头。光学系统基于双高斯对称结构,镜头焦距f′=116mm、放大倍率β=-0.5^(×)、物方数值孔径NA=0.038、物方线视场2y=120mm。利用光学设计软件Zemax仿真可得镜头的调制传递函数MTF在奈奎斯特频率120lp/mm时能达到0.2以上,接近衍射极限;各视场点列图基本都在艾里斑之内,均方根半径较小;利用双高斯的对称特性降低畸变,相对畸变q<0.5%。针对景深和曝光量可调的成像需求,即F#的切换需求,以及光学元件的尺寸排布,给出了光阑孔径可变的镜头光机结构设计。最终利用MTF测试仪对镜头的成像质量进行检测,实验结果表明此镜头能够满足OLED屏疵病检测功能的工业成像需求。

光电对抗平台变焦镜头被动消热差结构设计与光机热集成分析

对空基光电对抗平台可见光变焦镜头进行了光机结构设计以及被动消热差设计,依据-20~50℃的工作温度指标要求,对变焦镜头进行光机热集成分析。用Patran软件对镜头加载温度应力,计算光机结构的热弹性变形,用Nastran软件解算热变形后各光学元件镜面节点的刚体位移。用Sigfit光机接口软件分析变形后每个透镜表面的Zernike系数,将结果导入Zemax中,预判镜片面型变化以及刚体位移变化对调制传递函数(MTF)与波前差的影响。实验结果表明,在-20~50℃的温度载荷下,后固定组的最大轴向位移可达6.107×10^-3 mm,严重影响了成像质量。通过挠性压圈实现轴向位移可控消热差设计,以减小温度载荷带来的影响。光机热集成分析表明,温度载荷下光学系统的MTF均大于0.3,满足技术指标要求。最后通过温度可靠性实验测试了变焦镜头的温度适应能力以及光机热集成分析的准确性,提供了一套高效、准确、适用范围广的光机热集成分析流程。