基于Isight的平面反射镜轻量优化设计

针对大口径反射镜的设计,提出一种新的优化思路,用Isight集成SolidWorks和ANSYS,用实验设计、优化结合的方式得到了满足约束的最优尺寸,同时得到约束为反射镜水平时自重和高低温下的变形,以及一阶固有频率,目标为反射镜的质量最小化,轻量化率达51%.将反射镜面的变形节点拟合成Zernike多项式,导入到CodeV中,得到了反射镜受温度和重力共同作用下的光学系统点列斑,从而反映出变形镜面对光学像质的影响.     

一种新的散射光角分布测量技术

 利用特殊研制的凹椭球面反射镜将激光打靶产生的散射光引出真空靶室收入装有胶片的暗盒,对散射光角分布进行精细测量,给出了在靶后２π空间立体角内散射光角分布的三维立体曲线,散射光角分布测量精度达±3°。     

一种新的散射光角分布测量技术

利用特殊研制的凹椭球面反射镜将激光打靶产生的散射光引出真空靶室收入装有胶片的暗盒,对散射光角分布进行精细测量,给出了在靶后２π空间立体角内散射光角分布的三维立体曲线,散射光角分布测量精度达±3°。     

指向可变平面反射镜支撑方法研究

为了适应大口径、大视场的离轴光学系统结构的特殊性,要求装调过程中平面反射镜口径足够大且必须有大角度俯仰偏转的工作状态。介绍了直径为760mm的指向可变平面反射镜微晶玻璃材料的选取,探讨了反射镜的几种支撑方式,针对两种不同的柔性支撑方式通过CAD/CAE工程分析软件来对比,确定了一种有效的支撑方式,即采用中心定位和18点背部支撑的复合式支撑结构,有效地克服了重力和温度对镜面变形的影响。     

重力作用下平面反射镜变形研究

应用有限元方法对干涉仪的装配前后的平面反射镜进行了静力学分析, 对其在重力作用下水平和垂直放置时进行了分析, 通过计算镜面变形的PV值和RMS值来评价是否超差及固定反射镜的结构是否合理. 并通过Zernike多项式拟合进行了数据处理, 分解出了引起的像差成分, 并相应地提出了提高像质的措施.     

胶固紧平面反射镜的有限元分析

为了研究反射镜部件中胶对系统的影响,分析了胶的有限元建模方法,即详细模型和有效模型。采用详细模型对系统进行了模态分析和均匀温升热弹性分析。通过无热化方法确定了胶的厚度,分析了不同面积的均匀圆形胶点和方形胶点对系统性能的影响。为了模拟实际情况中的不均匀点胶,对同一模型中不同直径的胶点进行了分析。分析结果表明:圆形胶点对反射镜的面形影响要比方形胶点小得多;胶点的不均匀性会造成反射镜的面形变化。     

自动控制的偏转反射镜式剪切电子散斑干涉相移系统研究

通过计算机控制的步进电机驱动反射镜法,研究成功了可控制相移量的相移系统.并利用周边固定、中心加载圆盘进行了实验,实验证明:利用该系统可得到清晰、稳定的剪切散斑条纹,所表达的离面位移导数可以量化表示.实现了离面位移导数场的精确定量测量.     

利用平面平晶反射干涉制作低频全息光栅

基于对光栅制作方法优缺点的分析,提出了利用平面平晶双光束干涉原理制作低频全息光栅的方案.在保证光栅质量的前提下,简化了原有全息光栅制作的光路,实验证明简化后的光路是可行的,所制得的全息光栅可用于光学教学实验.     

一种简单的干涉光路

介绍了用反射镜和立方棱镜实现两束光相干涉的光路。     

物面单反射镜波前分割三光束全息干涉计量研究

提出了一种用于分析物体三维位移场的全息干涉计量新方法。该方法将一个小平面反射镜贴于被测物体的表面，用三束呈空间分布的发散光波，在干版的三个不同区域或同一部位，记录被测物体的三个独立的双曝光干涉图。这些干涉图被由小平面反射镜运动造成的参考光虚点光源的位移所调制。基于对这种调制的理论分析，导出计算参考光虚点光源和被测物体三维位移的二个线性方程组。     

Bloch定理与散射平面波的干涉

从波动学的角度分析空晶格模型中的自由电子在周期性晶体势微扰作用下转变为晶体中Bloch电子的过程,揭示出了这一过程的物理实质,结果表明,在晶体势微扰作用下,代表空晶格模型中自由电子定态波函数的行进平面波在晶体内各点处产生了各种许可波矢的散射平面波,Bloch定理是晶体微观结构的平移对称性（即周期性）使得这些散射平面波产生干涉的结果。     

非球形粒子散射光的去偏振特性研究

目标对入射偏振光的散射特性反映了目标的属性信息。在Rayleigh散射理论的基础上，通过单层非球形粒子对入射偏振光的散射数学模型，应用矢量传输方程来计算非球形粒子散射的Mueller矩阵元，求解散射介质的偏振度，讨论在不同介质层厚度、粒子半径和探测角的条件下，非球形粒子散射光去偏振度的变化特性，给出了模拟仿真结果。该方法为研究目标的内部结构、厚度和粗糙度等特征以及目标的探测和识别提供了一种新的途径。     

圆柱形端面光源均匀性的讨论

建立了以圆柱反射取得面光源的模型,利用计算机对多变量的无穷级数进行求和计算,证明点光源发出的光经柱面反射到达另一端端口时,将形成一个光强分布均匀的面光源,分析了在不同精确度要求下均匀面光源与各参数之间的关系．     

反射式内掩日冕仪的光学设计与杂散光分析

日冕仪的工作特点决定了其对杂散光抑制要求极其严格。根据反射式日冕仪的工作特点,通过分析其光学特性以及其抑制系统杂散光的基本原理,设计了反射式内掩日冕仪系统。其中,视场0.67°、口径47mm、焦距768mm、系统总长1200mm,系统在30lp/mm处的MTF值大于0.6,弥散斑半径小于2.5um,成像质量达到衍射极限。通过分析系统杂散光特点,建立了消杂散光结构,使得系统的主要杂散光源被全部抑制。本系统可做到大约10-6-10-8B⊙的杂散光抑制水平,可以实现对日冕的清晰成像观测。     

离轴抛物镜的最佳子午像面

分析指出,若满足一定的近似条件,离轴抛物镜存在一倾斜的最佳子午像面。文中导出了这一像面的倾角和其上子午弥散大小。理论分析和实际计算结果均表明,此像面上子午像质得到显著提高。     

Lidar dynamic range compression by using a membrane mirror light shutter

A lidar system employing a membrane mirror light shutter, MMLS, for dynamic range compression is demonstrated in this paper. The use of the MMLS allows the dynamic range of the lidar to be compressed by more than 2 orders of magnitude and, at the same time, the strong near-field optical return is avoided. Important parameters for an MMLS used in lidar are described and their measurements in a lidar configuration are presented. The decompression in the lidar data retrieval caused by using the MMLS is discussed.     

3D surface topography from the specular lobe of scattered light

Scattered light from a surface contains a huge amount of information including surface slope, roughness, pattern, texture, etc. In this paper, the relationship between the intensity distribution of scattered light from a surface and the 3D surface topography will be investigated. From the geometrical point of view the intensity distribution of scattered light from a surface may be modelled with three components, the specular spike, specular lobe and diffuse lobe. In the situation when light is scattered from a relatively smooth surface whose roughness is much larger than the wavelength of the incident light, the scattered light intensity distribution will consist of only a diffuse lobe and a specular lobe, which are well described by a combination of the Lambertian and Torrance–Sparrow geometrical models. Based on the light scattering phenomenon, in this paper a scanning method capable of measuring the 3D surface topography with 500 mm scanning width, high scanning speed, and micron resolution is presented. The 3D topography measurement is implemented by using a linear photodiode array to measure scattered light intensity distribution at different angles against the surface normal. Then the specular lobe of the scattered light will be extracted at each scanning point to calculate the surface normal distribution. Sequentially, the 3D surface topography is obtained by using gradient integration techniques.     

光轴平行晶体表面时的锥光干涉图

针对光轴平行晶体表面时的锥光干涉图,提出了计算干涉场中振幅和相位分布的方法,据此绘制完整的干涉图,方便地显示出晶体参数改变时锥光干涉图的变化规律．用CCD摄像机拍摄了铌酸锂晶体的锥光干涉图,结果与理论完全一致。     

利用散射光增强弱吸收固体混合物中主要光吸收物质的光声光谱特征

在传统的透射和反射光谱中, 散射光通常是误差的主要来源之一, 然而对光声光谱, 散射光有可能成为促进光谱测量的积极因素. 本文研究了弱吸收固体混合物–-奥氮平药片及其粉末的光声光谱. 为了排除光声池吸收散射光所产生背景光声信号的干扰, 取试样与其空白物的差值谱进行碳黑归一化, 得到了只与试样自身性质相关的归一化光声光谱.实验发现通过将药片碾成粉末, 可以使奥氮平药片的主成分奥氮平原料药的光声光谱特征凸显出来. 分析表明光散射效应是这一现象产生的主要原因. 传统光谱技术的障碍–-散射光却能促进光声光谱测量, 这显示出光声技术在光谱测量领域的独特优势. 上述实验提供了一种初步快速鉴别弱吸收固体混合物中少量光吸收物质的新方法, 这一方法有望应用于固体药物、矿物和土壤分析等领域. 关键词： 光声光谱 散射光 弱吸收固体混合物 奥氮平