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应用光学国家重点实验室
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作者 曹健林 姜文汉 《中国基础科学》 2003年第4期41-42,共2页
应用光学国家重点实验室(下称应光室)始建于1987年,依托单位是被誉为中国光学事业摇篮的中国科学院长春光学精密机械与物理研究所(1999年由长春光学精密机械研究所和长春物理研究所整合而成,简称为长春光机所).
关键词 应用光学 国家重点实验室建设 短波光学 空间光学 微光机电系统 衍射光学 集成光学 光学超精加工 光谱技术 颜色光学
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复杂曲面光学元件高精度面形检测技术概述 被引量:1
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作者 刘斌 王孝坤 +7 位作者 程强 刘忠凯 李凌众 蔡梦雪 张洛嘉 李文涵 王金成 张学军 《南通大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第1期1-27,共27页
复杂曲面光学元件应用于光学系统中可以增大系统设计自由度,同时减少系统所需元件数量,有利于实现光学系统的紧凑化、轻量化,被誉为现代光学系统的变革性元件,被广泛应用于空间光学、光刻系统、汽车照明等领域,极大推动了航天、国防及... 复杂曲面光学元件应用于光学系统中可以增大系统设计自由度,同时减少系统所需元件数量,有利于实现光学系统的紧凑化、轻量化,被誉为现代光学系统的变革性元件,被广泛应用于空间光学、光刻系统、汽车照明等领域,极大推动了航天、国防及高科技民用事业的发展。然而,复杂曲面光学元件对面形精度要求较高,如何对其面形进行高精度检测从而指导加工成为限制该类元件大范围应用的瓶颈。文章对10余种常用的复杂曲面光学元件面形检测方法进行了分类梳理,按照是否采用干涉原理,将检测方法分为非干涉检测法和干涉检测法两大类,分别介绍了各种检测方法的原理和适用范围,回顾了各方法的发展历程,着重分析了几种典型方法进行面形检测的特点,并对未来复杂曲面光学元件高精度面形检测技术的发展趋势加以展望。 展开更多
关键词 复杂光学曲面 面形检测 非接触检测 干涉检测 零位检测 非零位检测
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应用于彩色光波导显示中的液晶偏振体光栅结构设计与制备
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作者 阚丽娜 穆全全 +4 位作者 彭增辉 杨程亮 于洋 刘永刚 王启东 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期427-435,共9页
本文设计并实现了一种三层结构液晶偏振体光栅,对其衍射特性及其在光波导中的耦合情况进行了研究。理论上,选取横向周期为424 nm,根据特定工作波长450 nm、532 nm、633 nm在满足布拉格衍射条件的情况下计算出了相对应的3个纵向周期以实... 本文设计并实现了一种三层结构液晶偏振体光栅,对其衍射特性及其在光波导中的耦合情况进行了研究。理论上,选取横向周期为424 nm,根据特定工作波长450 nm、532 nm、633 nm在满足布拉格衍射条件的情况下计算出了相对应的3个纵向周期以实现其厚度方向的叠加。采用有限元法对该器件进行了模拟仿真,计算出了其光谱特性及角度特性,根据红绿蓝三色光色散关系仿真出了其在波导内耦合的入射角与衍射角之间的关系曲线。实验上,本文实现了该液晶偏振体光栅器件的制备并对其进行了系统性能表征,给出了一个初步的光波导耦合实验,演示了其耦合效果。结果表明,所制备的三层液晶偏振体光栅器件在450 nm、532 nm、633 nm下衍射效率最高可达80%以上,对应波长下的角带宽分别为12°、8°、6°,其在波导内耦合的视场经模拟可达到27.81°,是一种良好的光波导耦合器件。 展开更多
关键词 光学器件 角度响应 衍射效率 液晶偏振体光栅
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宽温度范围内折衍混合中波红外消热差光学系统设计
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作者 彭远 魏鸿达 +3 位作者 刘洋 张建文 邓伟杰 付强 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期193-203,共11页
在军事领域应用的红外光学系统,有时需在近200℃的宽温度范围内工作。这一温度范围内,红外光学材料可选的种类进一步减少,系统的热离焦现象也会更为严重,进而导致光学系统难以完成良好的无热化设计。为应对这一挑战,该研究将具有独特消... 在军事领域应用的红外光学系统,有时需在近200℃的宽温度范围内工作。这一温度范围内,红外光学材料可选的种类进一步减少,系统的热离焦现象也会更为严重,进而导致光学系统难以完成良好的无热化设计。为应对这一挑战,该研究将具有独特消热差和消色差特性的衍射元件加入光学系统设计中,并提出了一种针对二次成像系统的材料选择方法。此方法以理想光学系统为基础,利用等效透镜理论将光学系统中的物镜组和中继镜组均等效成由两个单透镜组成的镜组,进而利用T-C图完成对这两个镜组的材料优选。经过深入的分析与评价,最终确定物镜组采用IRG24和ZnS材料组合为最优方案,而中继镜组的最佳材料组合为IRG22和IRG24。依据此种材料组合和理想光学系统的光焦度分配,该研究设计完成了一套中波红外光学系统。该系统的工作波长为3.7~4.8μm,视场角为10°×8°,F数为2,焦距为55 mm,系统总长约为115 mm,冷阑效率达到100%。在20~220℃范围内,全视场的调制传递函数(MTF)均接近衍射极限,维持了良好的成像性能。 展开更多
关键词 光学设计 中波红外 T-C图 衍射元件
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中红外层析吸收光谱技术应用于甲烷掺氨层流预混火焰温度测量
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作者 陆盛曜 马柳昊 +4 位作者 张健鹏 李青 周吉伟 万涛 王宇 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第18期2733-2743,共11页
氨(NH3)是一种代表性的零碳燃料,其完全燃烧产物为水(H_(2)O(g))和氮气。由于其独特的零碳排放优势,近年来,NH3已在热力锅炉、内燃机和工业窑炉中实现高比例掺烧的减排应用。由于火焰温度与燃烧效率和污染物生成密切相关,因此亟须精准... 氨(NH3)是一种代表性的零碳燃料,其完全燃烧产物为水(H_(2)O(g))和氮气。由于其独特的零碳排放优势,近年来,NH3已在热力锅炉、内燃机和工业窑炉中实现高比例掺烧的减排应用。由于火焰温度与燃烧效率和污染物生成密切相关,因此亟须精准的实验数据以实现对燃烧过程的主动控制。本文开发了基于中红外层析吸收光谱技术的测量系统,通过跃迁谱线分析,优选了H_(2)O在基频谱带(v3)内2482 nm附近的吸收谱线开展吸收光谱测量。采用多个Voigt线型函数实现H_(2)O光谱重叠吸收特征的精确拟合,并结合阿贝尔逆变换和正则化技术实现了不同掺氨比燃烧工况下火焰温度的免标定、定量测量。实验结果表明纯氨燃料和甲烷/氨气混合燃料的火焰面位置位于燃烧器上方高度的0.5~2 mm之间,当体积掺氨比从20%向100%增大时,火焰面逐渐远离燃烧器,同时火焰最高温度大约从1600 K上升至2000 K。本文开发的测量方法与系统,不仅能捕捉到层流预混火焰沿着轴向和径向的非均匀温度分布,还能分辨出不同燃烧工况下的火焰温度差异,特别适合零碳氨燃料火焰温度测量。 展开更多
关键词 中红外层析吸收光谱技术 温度测量 氨燃料层流预混火焰 温度分布
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应用于双色探测器的谐衍射/折射光学系统 被引量:15
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作者 孙强 王肇圻 +3 位作者 刘宏波 王吉增 曹召良 卢振武 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期317-321,共5页
根据红外辐射的窗口特性以及谐衍射透镜的特点,将谐衍射透镜成功地引入红外双色探测器系统的设计中,使系统在两个波段内同时较好地完成了系统轴向像差的校正,波前差都小于1/4波长,"成像质量"接近衍射极限。结果表明,谐衍射透... 根据红外辐射的窗口特性以及谐衍射透镜的特点,将谐衍射透镜成功地引入红外双色探测器系统的设计中,使系统在两个波段内同时较好地完成了系统轴向像差的校正,波前差都小于1/4波长,"成像质量"接近衍射极限。结果表明,谐衍射透镜的光谱特性介于折射透镜与衍射透镜之间,降低了对工艺水平的要求,使系统结构紧凑、片数少、透射比高,具有良好的消像差特性,为红外光学系统设计提供了一种全新的器件。 展开更多
关键词 红外 双色 谐衍射 光学设计
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液晶自适应光学在天文学研究中的应用展望 被引量:18
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作者 宣丽 李大禹 刘永刚 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期1-9,共9页
液晶波前校正器作为一种高单元密度的新型波前校正器件,通过相息图的衍射可以轻松实现十微米的波前位相校正量。因此,基于液晶波前校正器的自适应光学(LCAO)系统是21世纪天文观测领域非常有希望普及的系统。但是液晶波前校正器存在响... 液晶波前校正器作为一种高单元密度的新型波前校正器件,通过相息图的衍射可以轻松实现十微米的波前位相校正量。因此,基于液晶波前校正器的自适应光学(LCAO)系统是21世纪天文观测领域非常有希望普及的系统。但是液晶波前校正器存在响应速度慢(〉10ms)、能量利用率低的双重问题,国际上一直处于探索研究中。本课题组不但解决了能量问题,而且在速度方面不断取得进步,所研制的LCAO系统与1.23m口径望远镜连接,清晰观测到土星及其环绕的光环带,分辨出4.8和5.5视星等的α-Com双星,成像分辨率达到1.8倍衍射极限分辨率;目前系统延迟时间只有2ms,可以说已达到工程应用水平,在装备8~10m级大口径天文学望远镜方面极具应用潜力。 展开更多
关键词 液晶波前校正器 自适应光学 望远镜
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消像差条件在共形光学系统中的应用 被引量:6
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作者 孙金霞 刘建卓 +1 位作者 孙强 方伟 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期223-226,共4页
根据轴对称光学系统中的消像散条件探讨了共形整流罩结构中消像散万向节点位置的存在性.在此基础上,对共形光学系统中消像差万向节点位置进行了理论推导.软件分析结果表明,轴对称光学系统消像差条件对于共形光学系统的设计仍有良好的指... 根据轴对称光学系统中的消像散条件探讨了共形整流罩结构中消像散万向节点位置的存在性.在此基础上,对共形光学系统中消像差万向节点位置进行了理论推导.软件分析结果表明,轴对称光学系统消像差条件对于共形光学系统的设计仍有良好的指导意义,由此得到的"消像差"共形光学系统的残余像差已处于实际成像系统的像差校正能力范围之内. 展开更多
关键词 共形光学 整流罩 消像差 光学设计
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二元光学透镜在超光谱成像仪中的应用 被引量:8
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作者 于斌 曹召良 禹秉熙 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2003年第2期157-161,共5页
介绍了二元光学超光谱成像仪的基本原理。提出利用折衍混合透镜代替单一的二元光学透镜来实现色散和成像用于超光谱成像仪,论述了此透镜系统的设计方法,给出了理论设计公式。通过光学设计软件ZEMAX对具体实例进行分析和评估,并利用离子... 介绍了二元光学超光谱成像仪的基本原理。提出利用折衍混合透镜代替单一的二元光学透镜来实现色散和成像用于超光谱成像仪,论述了此透镜系统的设计方法,给出了理论设计公式。通过光学设计软件ZEMAX对具体实例进行分析和评估,并利用离子束刻蚀法制作了二元光学透镜系统,展示了二元光学透镜在超光谱成像仪中的应用前景。 展开更多
关键词 超光谱成像仪 二元光学透镜 成像光谱仪 折衍混合透镜 离子束刻蚀
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应用光程校正空间法提升近红外无创生化分析模型性能 被引量:3
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作者 高洪智 卢启鹏 +1 位作者 丁海泉 陈思唯 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1974-1980,共7页
由于采用血流容积差光谱相减法进行近红外无创生化分析得到的样品光谱光程不定,很难得到高性能的定标模型,本文提出采用光程校正空间法来消除光程差异,提升定标模型性能。首先,介绍了净信号分析的原理和校正空间的获取方法;根据血流容... 由于采用血流容积差光谱相减法进行近红外无创生化分析得到的样品光谱光程不定,很难得到高性能的定标模型,本文提出采用光程校正空间法来消除光程差异,提升定标模型性能。首先,介绍了净信号分析的原理和校正空间的获取方法;根据血流容积差光谱相减法的特点,提出了采用光程校正空间获取待测组分净信号的方法。然后,以含葡萄糖的脂肪乳溶液为例,通过光程校正空间获取葡萄糖净信号,建立定标模型。实验结果表明:相比没有处理光程直接建立的定标模型,采用光程校正空间后所建立的模型相关系数(R)从0.978 1提升到0.997 7,定标均方根偏差(RMSEC)从77.52mg/dL下降到25.02mg/dL,交叉验证均方根偏差(RMSECV)从93.01mg/dL下降到68.22mg/dL。结果显示,采用光程校正空间的净信号分析能够有效抑制光程差异对定标模型的影响,为血流容积差光谱相减法的实际应用奠定了基础。 展开更多
关键词 近红外光谱 无创生化分析 光程校正空间 净信号分析
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单点金刚石机床及其在光学工程领域的应用 被引量:12
11
作者 巩岩 赵磊 《中国光学》 EI CAS 2011年第6期537-545,共9页
介绍了单点金刚石车床概念,总结回顾了单点金刚石车床在国防和商业领域内的发展状况,给出了目前商用单点金刚石车床的典型产品。对单点金刚石车床的关键零部件和核心技术,如空气静压主轴、液压导轨、直流电机、对刀装置、误差补偿和自... 介绍了单点金刚石车床概念,总结回顾了单点金刚石车床在国防和商业领域内的发展状况,给出了目前商用单点金刚石车床的典型产品。对单点金刚石车床的关键零部件和核心技术,如空气静压主轴、液压导轨、直流电机、对刀装置、误差补偿和自适应控制等进行了分析。最后,介绍了适宜单点金刚石车削加工的材料,分析了快刀伺服和慢刀伺服在光学元件中的应用以及所加工的光学元件在国防和商用光电产品中的应用,并以主次镜望远镜系统和精密光学系统无调整装配为例,说明了单点金刚石车削在光电产品中的重要作用。 展开更多
关键词 超精密机床 单点金刚石车削 光学元件
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子孔径光学检测拼接准确度实验研究 被引量:2
12
作者 曹召良 胡五生 +4 位作者 穆全全 胡立发 彭增辉 刘永刚 宣丽 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1233-1237,共5页
实验研究了子孔径光学检测的拼接准确度.实验选取9个子孔径进行拼接,同时利用ZYGO干涉仪来测量子孔径和整个被检面的表面面形.实验发现,测量基准子孔径和整个被检面的时间间隔对子孔径拼接准确度的评价存在严重影响.为此,重点研究了产... 实验研究了子孔径光学检测的拼接准确度.实验选取9个子孔径进行拼接,同时利用ZYGO干涉仪来测量子孔径和整个被检面的表面面形.实验发现,测量基准子孔径和整个被检面的时间间隔对子孔径拼接准确度的评价存在严重影响.为此,重点研究了产生影响的原因并提出了消除测量基准子孔径和整个被测面时间间隙影响的方法.最后,利用该方法研究了子孔径重叠面积对拼接准确度的影响.结果显示,当重叠面积比为7%时,PV和RMS的拼接误差分别为0.03λ(λ=632.8nm)和0.01λ,并且重叠面积比和拼接准确度呈近似线性关系. 展开更多
关键词 子孔径 光学检测 拼接准确度
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双层衍射元件在投影式头盔光学系统设计中的应用 被引量:3
13
作者 范长江 王肇圻 孙强 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1639-1643,共5页
利用双层衍射元件设计了一款折衍混合投影式头盔光学系统。系统的衍射效率在可见光波段>90%,提高了像面图像的对比度,增加了色彩真实性。在出瞳距离为25 mm,出瞳直径为10 mm条件下,系统的视场角为50°,有效焦距为32 mm,直径为19.... 利用双层衍射元件设计了一款折衍混合投影式头盔光学系统。系统的衍射效率在可见光波段>90%,提高了像面图像的对比度,增加了色彩真实性。在出瞳距离为25 mm,出瞳直径为10 mm条件下,系统的视场角为50°,有效焦距为32 mm,直径为19.2 mm,重量为7.8 g,继承了投影式头盔光学系统的轻小性特征;调制传递函数(MTF)在38 lp/mm时,边缘视场达到0.3以上,中心视场达到0.6,充分满足2.8 cm(1.1 in)彩色LCD微显示器的SXGA显示模式;系统垂轴色差为8.2μm,场曲为0.4 m-1,畸变为5%,成像质量满足虚拟环境和可视化训练要求。文中给出了双层衍射元件的二元面特征曲线,每周期刻蚀八个台阶时,最小特征尺寸为6.3μm,且易于加工实现。 展开更多
关键词 光学设计 双层衍射元件 投影式头盔显示器
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用光学全息方法研制软X射线Bragg-Fresnel光学元件
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作者 王占山 马月英 +7 位作者 吕俊霞 高宏刚 刘毅楠 裴舒 曹健林 徐向东 洪义麟 付绍军 《真空科学与技术》 CSCD 北大核心 1999年第1期66-69,共4页
介绍了软X射线Bragg Fresnel光学元件的特点 ,并以磁控溅射法制备多层膜 ,再采用光学全息方法在涂有光刻胶的多层膜表面上形成波带片图形 ,通过显影。
关键词 软X射线 光学元件 多层膜 光学全息法 B-F元件
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衍射光学在红外仿真光学系统中的应用
15
作者 孙强 王健 董科研 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第S2期797-798,共2页
依据衍射光学原理制作的衍射光学元件具有波前任意调制的特点,适合于红外仿真光学系统中高精准的波前位相校准,能够增大系统出瞳口径和距离,其中谐衍射透镜宽广谱消色差特点适用于共口径多波段图像融合仿真技术;另外制作基于衍射光学原... 依据衍射光学原理制作的衍射光学元件具有波前任意调制的特点,适合于红外仿真光学系统中高精准的波前位相校准,能够增大系统出瞳口径和距离,其中谐衍射透镜宽广谱消色差特点适用于共口径多波段图像融合仿真技术;另外制作基于衍射光学原理的各种物理干扰器件,可以达到很高的效率,解决仿真过程中大能量的要求。 展开更多
关键词 衍射光学 红外仿真 光学系统 物理干扰器件
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渐变折射率介质在重叠复眼光学系统中的应用研究
16
作者 李娜娜 安志勇 张红鑫 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期618-621,共4页
在重叠复眼的生物结构中,晶锥部分的折射率随半径的增大逐渐变小,与渐变折射率(GRIN)介质十分相似。复眼具有体积小、重量轻、视场大、灵敏度高等优点。近年来,在智能武器、智能机器人视觉系统和微型飞行器等领域中,复眼光学系统得到了... 在重叠复眼的生物结构中,晶锥部分的折射率随半径的增大逐渐变小,与渐变折射率(GRIN)介质十分相似。复眼具有体积小、重量轻、视场大、灵敏度高等优点。近年来,在智能武器、智能机器人视觉系统和微型飞行器等领域中,复眼光学系统得到了越来越多的应用。GRIN介质在重叠复眼光学系统中对会聚光线起到了关键的作用。从理论上对其进行了分析,得到了GRIN介质适用于重叠复眼光学系统中的条件;深入分析了GRIN介质出射光线聚焦点的位置关系;讨论了与重叠复眼灵敏度的关系。 展开更多
关键词 重叠复眼 GRIN 灵敏度
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X射线波段多层膜光学元件及其应用
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作者 曹健林 缪同群 +2 位作者 马月英 朱秀芳 陈星旦 《光学机械》 CSCD 1992年第1期150-156,共7页
用于 X 射线、特别是软 X 射线其波长范围约为(1~30)nm 波段的多层膜光学元件近十年来引起了人们的广泛重视,取得了许多重要进展。本文对这种多层膜光学元件的特点、制备和检测方法、应用领域、以及国内有关工作的近况做简要介绍。
关键词 X射线 多层膜 光学元件 应用
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应用于高性能光学薄膜表征的光热光声检测技术 被引量:6
18
作者 武潇野 张立超 时光 《中国光学》 EI CAS 2014年第5期701-711,共11页
本文介绍了光热与光声探测技术的基本原理,结合光学薄膜的吸收测试、光学薄膜的激光辐照特性表征、激光损伤特性表征以及光学薄膜的机械性质表征等各种具体应用,对激光量热法、光热偏转法、表面声波法等典型的光热、光声检测方法进行了... 本文介绍了光热与光声探测技术的基本原理,结合光学薄膜的吸收测试、光学薄膜的激光辐照特性表征、激光损伤特性表征以及光学薄膜的机械性质表征等各种具体应用,对激光量热法、光热偏转法、表面声波法等典型的光热、光声检测方法进行了分析;阐述了这些方法的测试原理以及各自优势与不足。介绍了该领域利用这些方法取得的一些成果,并就光声光热检测技术的发展趋势做了展望。 展开更多
关键词 光热方法 光声法 激光量热法 激光辐照 检测技术
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遗传算法在离轴四反光学系统设计中的应用 被引量:11
19
作者 徐奉刚 黄玮 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期2076-2082,共7页
现有的光学设计软件多依赖初始结构的选取,故提出了一种基于遗传算法的四反射光学系统初始结构求解方法,以获取像质良好和特定布局的初始结构。根据初级像差理论,对同轴四反光学系统进行像差分析,建立了由带权重的初级像差系数和结构布... 现有的光学设计软件多依赖初始结构的选取,故提出了一种基于遗传算法的四反射光学系统初始结构求解方法,以获取像质良好和特定布局的初始结构。根据初级像差理论,对同轴四反光学系统进行像差分析,建立了由带权重的初级像差系数和结构布局约束条件所组成的目标函数;通过引入遗传算法对目标函数进行优化求解,获得了像质良好、特定布局的同轴四反初始结构。最后,基于该初始结构设计了一款长焦距(1 200mm)、大视场(20°×4°)、大相对孔径(F/4)的离轴四反光学系统。该系统结构布局紧凑,各个视场的调制传递函数在50lp/mm处均大于0.52。与传统设计方法相比,提出的设计方法不需要给定初始条件,可以为四反射光学系统提供像质良好和特定结构布局的初始结构,在反射式光学系统设计中具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 光学设计 离轴四反光学系统 遗传算法 矩形视场
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光学表面光散射(Ⅱ)——实验技术
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作者 王海明 《计量学报》 CSCD 1992年第4期277-281,301,共6页
发展了两种典型的测量光从有一定粗糙度的光学表面散射后的空间光强分布的装置,探讨了它们的优点和局限性,并研究了这两种系统的横向和纵向分辨率。结果表明,利用步进电机的扫描测量系统适用于在实验室中作高精度的表面粗糙度测量,而利... 发展了两种典型的测量光从有一定粗糙度的光学表面散射后的空间光强分布的装置,探讨了它们的优点和局限性,并研究了这两种系统的横向和纵向分辨率。结果表明,利用步进电机的扫描测量系统适用于在实验室中作高精度的表面粗糙度测量,而利用CCD阵列的测量系统适用于在光学制造中的在线检测。 展开更多
关键词 光散射 测量 表面粗糙度
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