控制超半球透镜光轴与端面垂直的工艺探讨

设计高倍率显微镜的光学系统时,设计者常常会选用一些半径小、精度高的超半球小透镜,有时选用小型双球面零件,即在超半球透镜的端面上附加一个凹球面。这就给工艺人员提出了如何根据这种特殊零件的具体要求,编制出合理而完善的加工工艺。这种零件的外部形状及精度要求(见图1)如     

子孔径范成法铣磨半球及超半球光学整流罩

为攻克高陡度球面光学零件成型技术，以半球及超半球红外光学整流罩为研究对像，提出了一种子孔径铣磨加工方法。对传统范成法铣磨成型理论进行拓展，将球面离散为一系列子孔径环带，砂轮沿环带“步进”运动，拼接成型得到完整的球面。分析了成型球面与三轴机床位置坐标之间的转换关系，对加工运动轨迹进行仿真，开展半径误差补偿验证实验及变速进给参数优化实验，提出变半径铣磨法解决超半球加工材料过切问题。对长径比分别为0.5（半球）和0.55（超半球）的热压硫化锌、镁铝尖晶石整流罩开展成型工艺试验，加工表面各点矢高差<4μm，表面粗糙度Ra<1.5μm。实验结果表明：该方法为高陡度球面加工提供了有效的解决方案。     

球缺要素表

在光学零件生产中,作为球体一部分的球缺,是任何球面透镜的基本组成部分。因此,透镜一些几何尺寸的计算,往往就是作球缺直径D、半径R、矢高h三要素之间的相互运     

超小透镜的定心磨边

<正> 习惯上一般把直径20mm 以下的透镜叫小透镜,为了便于工艺探讨,对不同的小透镜有所区别,下面把直径3mm 以下的透镜称为超小透镜。超小透镜因直径比较小,一般中心要求较高(C≤0.01),定心磨边有以下困难:     

超小型蓝宝石凹球面单透镜的磨制和检测

作者经过加工超小半径凹球面蓝宝石单透镜摸索实践,介绍了其加工工艺和检验方法。     

用于图像拼接的电视摄像光学系统

采用图像拼接的方法获得了大视场、高角分辨率的电视摄像。用单心球透镜将无穷远目标成一以球透镜球心为圆心的球面像,用围绕球透镜的中继物镜阵列中的每一个中继物镜,按各自对应的球面上的一部分,成像在面阵CCD像面上,最后经电视图像处理技术将这些图像合拼成一幅图像。本文还给出了一个中继物镜阵列最多可由20×20个中继物镜组成的设计结果,焦距为457.9 mm,视场为 120°×104.8°,像素达到85亿、角分辨率为8"。用3个这样的系统,还可以实现360°全景式高分辨率摄像。这是一个在军事侦查、机场安全监视、空中和地面预警、航天摄影以及体育报道等方面具有广泛应用前景的新型电视摄像技术。     

基于标量衍射理论下的球面折射微透镜对高斯光束的准直研究

本文应用瑞利-索末菲标量衍射理论分析了具有球面轮廓的折射微透镜对激光器输出高斯光束的准直特性.数值结果显示,在最佳准直条件下,高斯光束经过球面折射微透镜准直后的传输是一个振荡过程;同时,如果不考虑微透镜的衍射效率,当球面折射微透镜的F数越大,高斯光束经过准直变换后的远场发散角越小.     

标准球面透镜的几何特性与误差分析

标准球面透镜是斐索型干涉仪的核心器件,综述标准球面透镜的几何特性和误差。分析标准球面透镜在干涉照明光路和成像光路中的作用,重点介绍并实验验证了球面干涉成像的R-sinθ几何特性关系模型,给出了采用Q非球面实现非球面分裂的新型设计方法,以及2片式非球面标准球面透镜结构的实例,概述了针对小F数标准球面透镜球面干涉腔中的待测球面调整误差和移相空间非均匀性误差的研究成果,介绍了校正球面干涉腔中误差的波面差分算法,指出在近标准球面透镜焦点位置测量球面时的回程误差影响,从物像共轭关系角度解释了近焦点位置回程误差较大的原因,比对分析了标准球面透镜的透射波前与斜率对回程误差的影响。提出了在设计标准球面透镜时需注意的几何特性关系,以及使用标准球面透镜时易产生的误差和相应的抑制方法。     

大型菲涅耳透镜的设计和制造

介绍一种大口径六环组合光学玻璃大型菲涅耳透镜的光学设计原理、整体工艺方案、各个球面环带的工艺计算和加工方法 ;讨论了大型菲涅耳透镜的光学胶合以及整体扇型切割成型方法 ;给出了研制成功大型菲涅耳透镜的光学检测结果。     

用于沿海水色探测的机载宽谱段小F数高光谱成像仪光学系统

为解决传统Dyson成像光谱系统结构过于紧凑而难于实际应用的缺点,通过减薄半球透镜厚度和偏置狭缝位置的办法,将狭缝、像面与半球透镜之间拉开了足够的轴上距离和垂轴距离;结合光程进行分析,获得了改进后Dyson系统的消像散条件;在半球透镜和凹面光栅之间增加两个球面透镜,对轴上距离带来的额外球差和色差进行校正.结合改进的Dyson成像光谱仪和Schwarzschild双反射镜系统,设计了宽波段、小F数高光谱成像仪光学系统.对一工作波段为320~1 000nm的实例设计结果进行分析可知,F数为1.8的全系统像差得到充分校正,全视场全波段调制传递函数值在0.5以上,光谱分辨率达到3.6nm.该系统可用于沿海环境的高光谱观测.     

轴对称非球面透镜光轴共轴度的测量研究

介绍了一种轴对称非球面透镜的光轴共轴度的测量方法。激光管发出的光束经束腰变换透镜入射到被测透镜的非球面表面,由CCD摄像头接收非球面的反射激光光斑,CCD的光敏面位于反射激光光束的束腰位置;调整被测透镜位置,直到激光束腰中心位置不随被测非球面透镜的旋转而变化,这说明被测透镜的非球面对称轴与机械旋转轴重合;再利用球面偏心测量原理检测被测透镜球面一面的偏心量,即可以求得被测非球面透镜的光轴共轴度。该测量方法的误差小于20″。该方法适用于判定非球面透镜和非球面反射镜是否合格,以及调整非球面透镜的制造工艺。     

自聚焦玻璃透镜色差的分析

自聚焦玻璃透镜,与普通球面透镜比较,具有如下优点:容(?)制作很小直径的透镜,一般说来,直径可小到0.2mm。比0.2mm直径小的透镜也是容易制作的,但从分辩本领和像的亮度考虑,透镜直径最好不小于0.2mm;能够制作极短焦距的透镜;能够在透镜端面形成实像;一个自聚焦透镜的光性,相当于几个球面透镜组成的透镜的光性;使制作能弯曲的透镜成为可能。由于这些特点,它将具有广泛的应用。自聚焦玻璃     

介质超透镜自动设计技术及软件研究

由于超透镜在光场相位调控、多功能复合、微纳集成等方面具备传统透镜无法比拟的优势,故其在许多领域具备极大的应用潜力。但是,超透镜的设计需要专业人员具备专业知识及丰富的经验,这使得非专业人员无法快速掌握,为此阻碍了超透镜的规模化制备。通过MATLAB和时域有限差分法(FDTD)的混合编程,研究了不依赖于预设物理模型的超透镜的设计过程,实现了介质超透镜的自动化设计。通过在MATLAB编写的软件界面上输入所需的超透镜参数,后台调用FDTD设计仿真程序来构建纳米结构,可以计算出结构的尺寸与相位和透过率的关系。根据所需的相位分布来构建超透镜,最后对超透镜进行数值模拟仿真及性能评估。所述的设计流程及软件能极大地方便非专业人员进行超透镜的设计。     

读者信箱

<正> 答读者透镜光圈数N与其半径误差dR有何关系? 大家知道,在光学零件加工中,通常用“光圈”来测量球面的曲率半径的误差。“光圈”检验是用玻璃样板进行的,如图所示。将一块作为标准的“工作样板”放在被测透镜的球面上。工作样板的曲率半径(R)     

大球面半径、单球面超薄透镜的简易加工技术

单球面超薄透镜厚度小、球面半径较大,使用传统的球面加工方式速度慢、加工难度大;而使用平面加工方式,拆胶后零件变形较大,无法稳定满足球面半径以及中心偏的要求。为了降低成本、稳定量产这类产品,采用了双面抛光和平面加工相结合的方式,找到了一种简便快捷的加工方法;同时结合使用平面干涉仪,提供了一种中心偏检测方法,有效地解决了产品加工难和检测难的问题。为这类产品的大规模生产和检测提供了支持。     

高性能近红外聚合物超透镜的逆向设计

传统的光学透镜存在体积较大、聚焦效率低、焦点半峰全宽较大以及在高数值孔径的透镜中性能表现不佳等问题。而光学超表面凭借其自身的亚波长结构,具有强大的操控光相位的能力。相比于传统透镜,超透镜具有尺寸小、厚度薄以及聚焦性能好等优点。本文提出一种基于目标优先算法的逆向设计方法,设计了一种基于低折射率聚合物材料的超透镜结构。其在传播方向上的厚度仅为3.2μm,在1550 nm的工作波长下,数值孔径为0.82,聚焦效率为72%。较传统设计方法而言,该方法具有计算复杂度低和设计效率高等优点。设计的器件可采用高精度微纳打印技术实现批量化的快速制造。考虑到超透镜在制备过程中存在制造容差,进一步讨论了超透镜轮廓偏移以及三维旋转操作对所设计的二维超透镜的影响。     

无球差非球面短程透镜的研究

用光线追迹迭代法和解析法设计无球差非球面波导短程透镜的母线,用单点金刚石超精加工和凹面波导制备工艺,研制成孔径和有效孔径分别为8和6mm的LiNbO3导短程透镜.实验表明,器件在有效孔径内无球差;对4mm宽的输入平面波光束,焦点衍射光斑半宽度为4μm;透镜插入损耗为～1dB.     

球基面菲涅耳透镜设计及其聚光特性

本文探讨设计球基面菲涅耳透镜的方法和球差计算公式,分析各种可能的设计结果,通过计算实例说明影响光效率的各种因素。提出内齿形球基面菲涅耳透镜比平基面菲湟耳透镜的光效率增加20％—100％。     

KJP12.4小球面磨抛机

ＫＪＰ１２．４小球面磨抛机ＫＪＰ１２．４小球面磨抛机能够加工高精度的小球面透镜。由于与传统的准球心和平摆式原理不同，ＫＪＰ１２．４采用球心可调原理，可使摆动中心与工件球心完全重合，保证了加压方向总是垂直于工件表面，指向透镜球心。所以在单件加工小透镜时...     

带电胶体系统中的排空作用

用Monte Carlo模拟研究弱带电胶体系统的性质.在四维超球面欧氏空间中严格表示库仑作用的基础上，通过接受率法计算带电胶球间的排空势和排空力.研究了受限于两块平行带电平板之间、淹没于带电小胶球之中的一个或两个带电大胶球系统的排空作用，并通过与不带电的硬球系统相应结果的分析、对比，发现静电势能增强带电胶球之间的排空作用. 关键词： 超球面法 接受率方法 排空作用 Monte Carlo模拟