大视场三反射面非共轴光学系统研究

本文研究了一种各面都是二次曲面的三反射面非共轴光学系统,并给出视场角为16°×2°,焦距为1500mm的设计结果.     

基于非共轴阵列照明的小型化眼底相机光学系统设计

建立了非共轴阵列照明下的眼底成像数学模型,采用照明光路与成像光路独立设计方法,提出了一种微小型眼底相机光学系统,以避免传统眼底相机中人眼角膜与网膜物镜反射杂光对视网膜图像的干扰.设计了6阵列环形光源照明光路系统,长度仅17.9 mm,实现眼底视网膜有效照明线视场不小于12 mm;成像光路系统采用二次成像设计,光学调制传递函数优于0.2@91 lp/mm,畸变小于5%,长度仅为75 mm.仿真与设计结果表明,该眼底相机光学系统有效抑制了光路中的杂散光,有利于获得高对比度视网膜图像.研究结果可为高像质、小型化以及低杂光眼底相机发展提供设计参考.     

非轴对称光学系统的彗差计算

本文分析了轮胎面折射的弧矢彗差性质,导出了轮胎面本身产生的彗差的计算公式,和轮胎面对入射光束彗差的放大公式,并分别举了实例.     

axicon透镜焦点光斑的点列图计算

介绍应用几何光学点列图仿真平行光斜入射于axicon透镜后的焦点光斑的程序设计方案，给出并讨论了点列图计算结果。     

基于离散阵列光源的空间光学系统对准

为了解决基于波前或星点图对准大口径空间光学系统时计算量大、面形误差影响大等问题,提出了一种基于离散阵列光源对准空间光学系统的方法.给出了离散阵列光源的设计、检测和标定方法,并以此为基础设计了对准检测光路.以某在研RC望远镜为对象,用离散阵列光源产生参考光,设计了一个用于快速对准主次镜的检测光路.在光学系统设计参数已知的情况下,根据像平面上的点列图,建立了主次镜位置信息和点列图分布信息的函数关系.利用光学设计软件和数学计算工具建立仿真平台,并进行了主次镜的仿真验证.仿真结果表明,使用离散阵列光源可以有效减少计算量,降低面形误差和杂散光的影响,提高对准效率,并且具有较高的计算准确度.     

点列图能量分布曲线和几何光学传递函数

本文对光学系统的点列图和能量分布曲线以及几何光学传递函数给出数值计算方法,这些方法节省很大计算量。     

基于遗传算法的全息光栅逆向优化设计

光栅是单色仪的核心器件,光栅的像差校正能力对单色仪性能有着决定性作用.本文研究了基于光线追迹点列图数值分析的遗传算法实现,建立了针对全息光栅成像质量的评价函数,并利用遗传算法实现了全息光栅的优化设计.结果表明,利用遗传算法可以简化求解过程,降低最优参量的误差,并克服局部极值的问题,明显优于阻尼最小二乘法.     

基于遗传算法的全息光栅逆向优化设计

光栅是单色仪的核心器件,光栅的像差校正能力对单色仪性能有着决定性作用.本文研究了基于光线追迹点列图数值分析的遗传算法实现,建立了针对全息光栅成像质量的评价函数,并利用遗传算法实现了全息光栅的优化设计.结果表明,利用遗传算法可以简化求解过程,降低最优参量的误差,并克服局部极值的问题,明显优于阻尼最小二乘法.     

非易失铁电存储器的进展和若干问题

铁电薄膜与半导体集成,产生了新一代非易失存储器。它的功耗之小,写入速度之快,可重写次数之多以及抗辐照能力之强是目前任何一种半导体存储器所不及的。文章介绍了非易失铁电存储器的原理、特点、进展和应用,并讨论了这类存储器在进入大规模商业生产时所面临的若干材料、工艺和器件失效等问题。     

彩色显示管电子光学系统的计算和分析

为了实现高清晰度显示,大量采用非旋转对称的系统以减小电子束上屏的束点尺寸。考虑到目前电子光学系统的一些新特点,采用一些特殊的模拟方法利用SEU-3D三维程序计算和分析了彩色显示管中电子光学系统     

复合气溶胶粒子光学特性的数值计算

大气气溶胶是地—气系统中的重要组成部分．气溶胶的光学参量是评估大气环境、研究气溶胶辐射气候效应的重要影响因子,也是研究大气激光传输特性的重要参量．根据物质的电结构,将复合气溶胶粒子离散为一系列偶极子,结合离散偶极子近似方法,在获得每一个偶极子的电偶极矩之后,数值计算了球形、椭球形以及层状复合气溶胶粒子的消光截面、吸收截面和不对称因子等光学参量随波长变化的数值结果,并对比分析了椭球形状单一和复合气溶胶粒子光学参量的值．结果显示,入射光波长、气溶胶粒子的形状以及气溶胶粒子的成分都将影响气溶胶粒子的光学特性．研究结果可为大气光学、气溶胶气候辐射强迫效应、大气激光传输等与气溶胶粒子相关领域提供一种有效的研究方法和基础．     

复合气溶胶粒子光学特性的数值计算

大气气溶胶是地—气系统中的重要组成部分.气溶胶的光学参量是评估大气环境、研究气溶胶辐射气候效应的重要影响因子,也是研究大气激光传输特性的重要参量.根据物质的电结构,将复合气溶胶粒子离散为一系列偶极子,结合离散偶极子近似方法,在获得每一个偶极子的电偶极矩之后,数值计算了球形、椭球形以及层状复合气溶胶粒子的消光截面、吸收截面和不对称因子等光学参量随波长变化的数值结果,并对比分析了椭球形状单一和复合气溶胶粒子光学参量的值.结果显示,入射光波长、气溶胶粒子的形状以及气溶胶粒子的成分都将影响气溶胶粒子的光学特性.研究结果可为大气光学、气溶胶气候辐射强迫效应、大气激光传输等与气溶胶粒子相关领域提供一种有效的研究方法和基础.     

非共轴掠入射KB与KBA X射线显微镜的成像特性分析

由于X射线在介质中被强烈地吸收,加之介质的折射率在X射线波段略小于1,这些因素给X射线成像增加了很多难度,常规的成像方法难以适应X射线波段,目前多采用掠入射反射成像和编码孔径成像方法。详细分析掠入射情况下单镜及双反射镜的成像特性,对组成KBA显微镜的反射镜在掠入射条件下的焦距、视场倾斜、光阑位置等进行研究。研究结果表明：对于双反射镜结构,掠入射角为双反射镜夹角1/2时视场倾斜最少,光阑放在第2个镜子上成像质量优于放在第1个镜子上。最后分析KBA显微镜结构安排的合理性,从而为KBA显微镜设计和加工提供理论依据。     

红外光学系统无热化设计方法的研究

无热化设计是利用不同手段消除环境温度变化对光学系统性能的影响。针对红外光学系统,提出一种光学被动式无热化设计方法。从单个透镜出发,列出透镜组的消热差方程组,通过笛卡尔坐标系描绘出常用红外材料的消热差系数和消色差系数,使用图解方法求得红外材料的合理组合,同时得到归一化的组合光焦度分配。最后用实例说明光学被动式无热化设计的求解过程,并通过光学设计软件对结果进行分析,说明该设计结果在-40℃～+60℃温度范围内均满足消热差和像差要求。     

大曲率球面零件光学膜厚分布数值计算

为了对沉积在大曲率球面零件表面的光学膜厚分布进行理论分析计算,首先确定了工艺配置,然后通过数学建模确定出计算函数式,最后通过数值积分分别对蒸发源为点源（n=0）和蒸发源为面源(n=1,2)进行了计算。计算结果与实验结果比较后表明:在本文确定的工艺条件下,n=2时计算结果与实验结果比较吻合。证明采用本文设计的建模方法结合恰当的蒸发源发射特性,通过数值计算,完全可以对大曲率球面零件的膜厚分布进行计算。     

The research of used in aircraft optical windows sensor systems

The optical windows used in aircrafts protect their imaging sensors from environmental effects. Considering the imaging performance, flat surfaces are traditionally used in the design of optical windows. For aircrafts operating at high speeds, the optical windows should be relatively aerodynamic, but a flat optical window may introduce unacceptably high drag to the airframes. The linear scanning infrared sensors used in aircrafts with, respectively, a flat window, a spherical window and a toric window in front of the aircraft sensors are designed and compared. Simulation results show that the optical design using a toric surface has the integrated advantages of field of regard, aerodynamic drag, narcissus effect, and imaging performance, so the optical window with a toric surface is demonstrated to be suited for this application.     

The research of optical windows used in aircraft sensor systems

The optical windows used in aircrafts protect their imaging sensors from environmental effects.Considering the imaging performance,flat surfaces are traditionally used in the design of optical windows.For aircrafts operating at high speeds,the optical windows should be relatively aerodynamic,but a flat optical window may introduce unacceptably high drag to the airframes.The linear scanning infrared sensors used in aircrafts with,respectively,a flat window,a spherical window and a toric window in front of the aircraft sensors are designed and compared.Simulation results show that the optical design using a toric surface has the integrated advantages of field of regard,aerodynamic drag,narcissus effect,and imaging performance,so the optical window with a toric surface is demonstrated to be suited for this application.     

辛卜森积分在非球面光学系统自动设计中的应用

为了克服非球面（特别是高次非球面）光学系统自动设计中的严重困难，我们运用辛卜森数值积分及若干数学处理建造了一种全新的优化指标——辛卜森指标。为减少实际追迹光线的计算量并同时满足辛卜森积分对等距节点上函数值的要求，采用拉格郎日插值方法计算若干非常规抽样光线对应的垂轴像差近似值。事实证明，辛卜森指标的引用可以迅速改善很差的初始结构，大大减少优化过程中的慢收敛、发散、震荡或“无解”，实现快速而稳定的优化；将它用于预优化过程，可以为后续自动设计提供优异的“雏型”结构，还可从纯球面系统入手，自动设计出理想的非球面系统；利用它还可自动确定各非球面参数的合理的增量     

用于眼镜片的几种光学塑料

本文介绍制造眼镜片用的几种光学塑料,对其主要特性进行了比较,并对今后的发展提出了建议。