特殊整流罩窗口的非对称像差研究

分析了居中球形整流罩的波像差和偏心球形整流罩的波像差。为了分析共形整流罩的一般像差特性,建立了不同类型的整流罩模型,重点分析了像散和彗差,讨论了一阶和五阶像差,并与球形整流罩和偏心球形整流罩的相应像差做了比较。分析了长宽比、边缘厚度与顶点厚度比对像差的影响。     

用计算全息法检测大口径凸非球面的研究

针对大口径的凸非球面零件使用特殊材料(如采用碳化硅)时无法用传统的背部检验方法的难题，初步研究了计算全息法检测凸非球面的原理和方法。所研究的凸曲面为一扁球面，口径为100mm，通过设计得出了相应的结果，实现了新型光学元件——二元光学面在凸曲面检验中的应用。     

大偏离量非球面加工系统的精度标定

用于红外侦察、预警相机中的非球面,当直径大于500mm时,非球面的偏离量大约为200μm以上(PV值),目前的发展趋势是非球面偏离量还会继续加大。如果从最接近球面开始修磨,则工作量较大、工作周期较长。所述加工系统基于直接成型非球面的思想进行开发,通过精度标定,借助于误差补偿手段保证了系统的加工精度,实现了非球面快速铣磨成型的目的。     

一种新的用于直下式LCD背光源的LED

传统的薄膜晶体管液晶显示器作为一种被动发光器件,本身不会发光,必须依靠背光源提供照明。在背光照明用到的光源中,LED最具竞争力。在分析LED性能的基础上,设计了一种用于大尺寸直下式背光源的LED,新设计的LED结构简单,性能优良。通过设计26英寸背光源验证了新的LED。模拟结果表明,新的LED可以满足大尺寸LCD背光源对亮度均匀性和颜色均匀性的要求。     

三反射主动变焦系统设计

空间光学系统在对深空探测、监视、威胁侦测和对地高分辨率侦查等应用中,不仅需要能同时获得高分辨率和宽视场范围的变焦系统,还需要体积小、重量轻、低能耗及快速调焦的系统,传统机械变焦系统因需要复杂精确的机械运动控制而存在诸多问题.因而,基于主动光学理论,将主动光学元件应用到成像系统中,提出了通过某个或某几个光学元件的曲率半径变化实现系统焦距变化的理论.根据初级像差理论和系统的外形尺寸,研究了系统主动变焦原理,确定了初级像差方程组的约束条件,求解共轴主动变焦系统的初始结构参数,借助ZEMAX软件进行优化设计,设计了一个由静止的主镜、曲率半径作为变量的次镜和三镜、无光焦度的平面镜组成的三反射主动变焦系统.由于该共轴三反射主动变焦系统存在两次遮光,会影响系统像面能量的接收,因此,指出对共轴系统进行无遮拦离轴优化设计的必要性,讨论了离轴系统设计理论,并设计了离轴三反射主动变焦系统.     

Anti-detection technology of cat eye target based on decentered field lens

Optoelectronic imaging equipment is easy to expose to active laser detection devices because of "cat eye" effect. In this paper, we propose a new structure of optical system to reduce the retroreflector effect of a cat eye target. Decentered field lens structure is adopted in the design without sacrificing imaging quality and clear aperture. An imaging system with±30° field of view is taken for example. The detailed design and simulation results are presented. The results indicate that this kind of optical system can reduce the retroreflection signal substantially and maintain acceptable imaging performance.     

基于能量准则的梁振动多模态主动控制的LQR法

选用以结构振动能量和控制信号能量作为控制目标函数的LQR算法,在单对压电元件进行梁振动主动控制的基础上,使用多对压电元件进行主动控制．运用该算法对压电层合梁的振动控制进行了分析计算．数值算例表明该方法能够有效地控制多阶模态并减小控制能量的消耗．由此,进一步验证了以结构振动能量和控制信号能量作为控制目标函数的LQR算法的正确性。     

衍射光学在无人机姿态控制中的应用

CCD星敏感器是无人飞机等航空航天器姿态控制的关键设备,其工作谱段很宽,跨可见光至近红外光光谱,且对系统的体积有特殊的要求,从而可满足飞行器的小空间体积的要求。针对一实际用于无人飞机上的系统的要求(焦距为60～100mm,F/1.3～F/2,谱段范围为0.48～0.85μm,视场为80°～100°),提出了使用折衍混合的新型光学系统,在较宽谱段内消除了色差,并校正了其它像差。从设计结果可以看出,系统可满足最终的使用要求。     

用于空间的三反射镜光学系统设计

在三块反射镜系统的高斯公式基础上 ,就中间成一次实像的情况进行了系统的讨论 ,中间成一次实像可分为主镜成一次实像和主镜与次镜成一次实像两种 ,在对系统的几何参量进行分析的基础上 ,得出了这两种情况下的求解范围 ,并进行了实例设计 ,给出了对应的两个焦距为 4m、视场为 3°的设计结果。     

基于相机阵列的新型牙科三维扫描仪

为解决传统牙科三维扫描仪扫描中的抖动问题,提出了一种基于相机阵列的新型牙科三维扫描仪。利用多个不同视场的相机可以直接单次照相获取目标的三维信息,避免了扫描过程中抖动带来的影响,提高系统实时性。由于牙齿尺寸较小,所以选择微透镜阵列代替大型相机阵列,在减小系统体积的同时可以更好地保证相机间光轴的平行度。实验结果显示,系统最终实现了单颗牙齿的视差和深度计算。系统结构简单,便于小型化和低成本口内牙齿三维测量设备的研制,进一步推进医学数据的数字化进程。