怎样使用象差自动校正程序进行光学设计

本文结合传统的光学设计方法,介绍了阻尼最小二乘法和适应法自动校正程序的原理和特点。着重说明用这两种程序进行光学设计的正确方法;说明自动校正程序在整个设计过程中的作用,以及设计人员应做的工作;分析了目前在使用象差自动校正程序过程中存在的问题。     

评价函数思想在适应法中的应用

本文提出一种见解,即在光学自动设计的适应法程序中运用阻尼最小二乘法的评价函数思想,以一个简洁的微机用程序将两种优化思想融合。提出一种实现这种构思的途径,达到了预期效果。     

怎样使用象差自动校正程序进行光学设计(续)

<正> 二、使用阻尼最小二乘法程序应注意的几个问题使用阻尼最小二乘法程序进行光学设计的一般过程,可用下列框图表示。     

光学自动设计双优选阻尼最小二乘法

本文提出了象差极重匀化因子的概念,以解决阻尼最小二乘法光学自动设计中象差权重的自动给定和优化问题.象差极重匀化因子的自动调整还可使在优化过程中出现的价值函数局部极值自动脱出.本文对程序作了简要描述,还给出了计算实例.     

ADTF通用多功能光学设计程序

本文介绍一个实用多功能光学设计程序;提出在适应法程序中移植阻尼最小二乘法评价函数思想的观点,并创造一种新型优化指标实现了这种移值;对焦距缩放、光阑位置优化、节省几何光学传递函数(OTF)计算时间等提出了看法。     

固定目标值分离加项阻尼最小二乘法在光学自动设计中的应用

本文仅论述一种固定目标值分离加项阻尼最小二乘法在光学自动设计中的应用,理论依据见参考文献[5]、[6]和[7]。     

光学自动设计在微型电子计算机上的具体实现

我们以日本CANON公司的BX—1微机为模型机,移植和设计了一条阻尼最小二乘法自动校正象差程序,从而为在微机上设计其它光学自动设计程序找到了一些可行的方法.本文对程序和具体实现方法作了简要叙述。     

逃逸函数算法及其在光学设计中的应用

用阻尼最小二乘法进行光学系统的优化 ,得到的结果往往是评价函数在结构变量空间的一个局部极小值。日本东京工艺大学的一色教授提出了能够跳出此局部极小值继续寻找其它结果的逃逸函数全局优化算法 ,该算法的运行由多个不加或加入逃逸函数的阻尼最小二乘法局部优化组成。描述了逃逸函数的基本原理 ,给出了北京理工大学研制的GOLD软件在加入了这种算法后对光学系统进行全局优化的设计实例。实验证明了逃逸函数算法是提高光学设计效率和质量的一种有效工具。     

主动光学中阻尼最小二乘法的精度估计

阻尼最小二乘法在主动光学研究中有重要的作用。针对主动光学的需要,就阻尼最小二乘法求解过程中参数进行精度估计,对待求量进行精度估计,以及将待求量代入原方程后的所得进行精度估计,对它们的方差进行了推导。     

差分吸收光谱法测量大气污染的浓度反演方法研究

介绍了差分光学吸收光谱法(DOAS)测量大气污染气体浓度的基本原理,描述了对测量光谱所作的一些必要处理,对最小二乘法作了简单介绍,并将它用在DOAS方法中的浓度反演中,通过与当地监测站的数据进行对比,证明了最小二乘法非常适用于DOAS方法中的浓度反演. 关键词： 差分光学吸收光谱法 光谱处理 最小二乘法 环境监测     

复杂光学系统的全局优化

逃逸函数法是目前最为实用的光学系统全局优化算法之一。这种全局优化的运行由多个不加或加入逃逸函数的阻尼最小二乘法局部优化组成。探讨了提高其优化效率的方法,提出了两个搜索机制以便提高各个局部优化的效率。首先搜索最佳阻尼因子,从而确定多维结构变量空间中解向量的最优方向;再沿该方向搜索解向量的最优长度。此外,用实验方法确定了逃逸函数的控制参数的最佳缺省值。在此基础上成功地研制了实用化的复杂光学系统全局优化程序。     

基于改进禁忌搜索算法的液体透镜系统优化设计

建立了一套最新的优化概念,以便于液体透镜在一般光学系统中的优化设计。由于液体透镜拥有多个离散的变焦位置,设计时不得不在其中选择多个位置作为阻尼最小二乘法(DLS)的初始优化点。而这些位置通常是由设计者凭经验来选择的,不同的选择不仅会对设计过程带来不同的影响,而且会给设计结果带来本质的不同。基于此提出了一套改进禁忌搜索(ITS)算法,从而实现在DLS算法优化的过程中液体透镜变焦位置的自动选取,从而得到更佳的成像效果。     

OCAD与其他光学设计程序及应用软件的链接和互动

介绍了OCAD(optical CAD)光学设计软件包与国内外其他著名光学设计软件，如美国ORA公司的CodeV，Focus Software公司的Zemax，还有OSLO、LENSVIEW、ASAP和TRACEPRO等，以及国内SOD 88等的链接及互动方法。指出OCAD光学设计软件包本身不仅具有光学设计软件最基本的功能，而且可以利用自身功能界面随时调用上述软件程序为其所用，做到各程序间有效链接，行为互动;OCAD光学设计软件包还可以和文字处理及工作报表等通用程序，如Word和Excel等程序进行链接和互动。针对我国光学设计和光学制图的国家标准，部颁标准及企业标准推出了面向国内的OCAD光学设计软件包。提出目前国内外有关光学设计软件的功能及特点已非常丰富，没必要重复研制内容相同的新软件，只有针对自身的特殊需要研制一些专用应用软件即可。     

Optimization the coupling coefficient of large mode area PCF using 2D FDTD method

The 2D FDTD method is used to design a tapered photonic crystal fiber, where large mode area is prominently coupled to optical fiber. For the first time, we observed that the mode area is stabilized with respect to possible fabrication tolerance by implementing a secondary surrounding waveguide with configuration of large air holes in the outer ring. The mode field area can be obtained in tapered region using a full vectorial H field technique. Beside these, the coupling coefficient can be optimizing by using least square boundary residual technique.     

A study of extended optimization of U-type rod for LED projectors

The paper proposes a new U-type integral rod for a miniature DLP projector's optical engine with a high-power LED source and L-type optics in order to minimize volumetric size of optical engine. In addition, Taguchi method is applied in this research in order to extendedly optimize the performance of optical engine after initial optimization by damped least square (DLS). A miniature optical engine with LED light source has the advantages of good power consumption, useable projected image, reasonable brightness and uniformity, compactness in volumetric size and decent performance specifically for high spatial frequencies. However, there are still rooms for development with regard to light efficiency and uniformity due to non-uniformity of LED light distribution. Two critical design methods are proposed in this research. Firstly, a “U-type integrator” working with high-power LED which not only causes rays to make a “U-turn” in order to minimize volumetric size of optical engine but also, after optimization, controls output uniformity well after extended optimization by Taguchi method. With regard to gain of optical efficiency, we also consider the factors of a U-type integrator: shape and length with a Taguchi optimizer. It is concluded that the newly developed design achieves good results for the performance and volumetric size of the module. Extended optimized parameter design is able to improve the luminous flux by 4.84%, the illumination uniformity 5.62% and the packing size by 12%.     

Fabrication and design of various dimensions of multi-step ashperical microlens arrays for OLED package

An optical film with aspherical microlens array (A-MLA) by using multi-step lithography process for an OLED (Organic Light-Emitting Diode) package is fabricated, by which method the luminance of OLEDs can be enhanced. The method of design and fabrication of an A-MLA is explored in this study. In the design process, various parameters of an A-MLA such as curved profiles, layout template and dimensions of microlens are analyzed and characterized. Curved profiles include hyperbola, parabola, ellipse and sphere; and layout templates include square, hexagon, triangle and tangential circle. The profile of the A-MLA was determined by using a commercial optical simulation software, FRED. Based on the simulated result, a film with an A-MLA was fabricated using the LIGA-like (Lithographie Galvanoformung Abformung, LIGA) process, including lithography, sputtering, micro-molding with PDMS (Polydimethylsiloxane) and UV (Ultraviolet)-cured technology. The major challenge to this process is to use JSR-126N negative thick photoresist to manufacture an approximate A-MLA optical film with multi-step lithography method. Finally, the films with A-MLAs are attached to an OLED to measure their optical-electric properties. The effectsof A-MLA optical films on OLED luminance are analyzed. In addition, the measured results are compared with simulated ones. They show good agreement with each other.     

非共轴光学系统计算机辅助设计软件包

本文描述非共轴(含共轴)光学系统计算机辅助设计软件包(简称TILTCAD软件包),包括像质评价、像差自动平衡和绘图程序等特性,并对计算结果进行了验证。最后给出了软件包的几种应用。     

一个可完全自动绘图的光学设计软件——OCAD光学设计软件包

介绍一个光学设计软件包(OCAD软件包),该软件包可以根据光学设计数据执行我国一系列国家标准和国军标,自动绘制光学系统图及各种零部件(包括棱镜)图.绘出的光学图纸标准、实用、准确,可直接用于生产加工,免除了以往使用Auto CAD等各类绘图平台绘图的繁重手工劳动.该软件包还能直接使用国内外其他光学设计软件的数据文件或生成用于其他光学设计软件的数据文件.     

基于阻尼LSQR-LMBC的火焰三维温度场重建

光场相机可以解决辐射测温多相机系统光路复杂、同步触发难等问题,在辐射成像三维温度重建时有其独特优势. LSQR是求解基于大型稀疏矩阵最小二乘问题的经典算法,该算法用于重建三维温度场时对温度初值依赖较大,在信噪比较低的情况下重建精度不理想.本文提出阻尼LSQR-LMBC重建算法,通过在LSQR方法中添加阻尼正则化项,提高火焰三维温度场重建的抗噪性能,并结合LMBC算法,实现吸收系数和三维温度场同时求解.在数值模拟部分,随着信噪比逐渐降低,阻尼LSQR的重建效果比LSQR更加稳定,在信噪比达到13.86 d B时,重建精度大约提高30%.阻尼LSQR-LMBC的平均重建误差为6.63%.用丁烷火焰进行了实验,重建的丁烷火焰三维温度场分布符合辐射火焰燃烧的特征,和热电偶的测温数据结果进行对比,相对误差在6.8%左右.