基于Zemax的大视场水下成像光学系统设计

水下成像是海洋探测的重要手段,为满足海底微光以及大视场成像需求,利用光学设计软件Zemax设计了一款总长70mm,相对孔径为1/1.5,视场角为90°的水下成像光学系统。系统采用反远距结构,优化后仅由7片球面透镜和1片平板水密窗口组成,系统具有结构简单紧凑、大视场和大相对孔径等优点。设计结果表明,在各视场内,弥散斑的均方根半径均被控制在7μm范围内,且调制传递函数曲线在奈奎斯特频率为56lp/mm处的值均高于0.45,系统具有优异的成像质量。在单个探测像元内,系统的衍射能量大于90%,能量集中度高。此外,公差分析结果显示,系统具有较好的稳健性,且加工工艺易于实现。设计满足水下成像系统对大孔径和大视场的需求,具有重要的应用价值。

基于科研成果转化的超分辨显微成像教学实验设计

为培养创新应用型工程人才,融合专业基础知识与教师科研成果,利用MATLAB GUI强大的计算和人机交互功能构建STED超分辨显微成像仿真实验平台。通过GUI界面可以方便地进行各项参数设置和可视化入射光像差和偏振态对超分辨效果的影响,具有良好的可操作性和交互性。借助该仿真实验摆脱了实验仪器、场地等束缚,解决了实验装置复杂、设备昂贵等问题,为实验教学提供了一种可视化手段,同时还实现了基础理论与前沿技术的融会贯通,使学生充分认识和掌握高新技术,为拔尖创新人才提供了重要的培养途径。