关于自准直成象的讨论

讨论了焦平面上物的成象特点及自准直成象的规律，在此基础上介绍利用自准直成像装置观察平面物的夫琅和费衍射或傅里叶变换谱的原理和方法．     

一维纯位相线成象衍射光学元件的计算

报道以一维平面阶梯条形纯位相结构，用等光程补偿的物理概念出发，计算了单线与双线象的衍射光学元件的多种构形，获得了与理想衍射线象符合的光强分布；同时发现双线象时会出现噪音光强小峰，这在精确成象时仍是要设法避免的．     

自准直法测凸透镜焦距易犯错误分析

自准直法测凸透镜焦距是大学物理几何光学实验中的一个重要实验.在利用该方法测量凸透镜焦距 时,由于存在不是在凸透镜焦平面上形成的像,而造成学生测量中的错误.本文通过理论和实验角度,就测量中学 生易产生的错误进行分析,同时提出切实可行的排除方法.     

光学系统彩色成象性能的研究

本文从多色光的点扩散函数出发,以彩色电视系统为典型例子,介绍了用彩色光学传递函数（彩色ＯＴＦ）评价光学系统彩色成象性能的一些关键性问题．     

变形成象的光学传递函数

在传统光学传递函数(OTF)计算中,总假设象对物的横向放大率不变。这种变形成象对OTF精度影响很大,但是人们一直没有找到解决此问题的好办法。本文从基尔霍夫衍射积分出发重新推导点象的振幅分布,并以出瞳坐标表示OTF自相关积分,进而利用分片多项式插值解决变形成象OTF的计算问题。同时,对文[4]中按菲涅尔近似给出的OTF公式作出比较。     

纵向莫尔条纹在自准直仪中的应用

为了提高自准直仪的分辨力,将纵向莫尔条纹引入到光路中,用长光栅代替传统单狭缝,将长光栅成像在CCD检测器上,CCD作为标尺光栅,通过两个光栅叠加形成的莫尔条纹的变化可以将成像位移分辨率提高到亚像元,进而将自准直仪的角度分辨率提高到毫秒级.实验结果表明,相对于直接检测狭缝边缘的方法,莫尔条纹法的分辨力提高了25倍.     

水下微光高速光电成象系统作用距离的研究

本文首先对水的光学特性及其对水下成象的影响进行了分析,指出了水下光学成象的特殊性对光电成象器件的要求,并对微光条件下光电成象器件的性能进行了理论分析;详细介绍了水下微光高速光电成象系统作用距离公式的推导过程;最后针对实际系统进行了计算和分析.     

矩阵光学与单双光栅成象研究

本文首次用矩阵光学理论结合光栅衍射相干条件,推出双光栅成象的几何光学表示式,用象位移叠加的观点解释了双光栅成象系统Talbot自成象以及双光栅成象现象,首次将双光栅成象现象分为1)基于光栅和透镜组成系统对第一块光栅进行成象的双光栅成象和2)基于编码光源成象原理的双光栅成象,指出这是两种截然不同的双光栅成象,扩展了双光栅成象的物理意义。最后给出了实验结果。     

光学元件阵列的衍射理论分析

从菲涅耳衍射理论出发,分析了光学元件阵列的衍射成像性质,求得了其点扩散函数。进一步分析了光学元件阵列的综合成像性质,得到了阵列能够成综合像的条件。由相同光学单元组成的阵列在按一定的规律排列时可以成综合像,但一般只在一对固定的共轭面上有理想的综合像,而并非对于任意位置的物均有相应的综合像。 关键词：     

轻小型短波红外自准直高光谱成像仪设计

随着搭载平台技术的不断进步,对成像光谱系统的尺寸提出了更高的要求,轻量化、小型化成为成像光谱仪的重要发展方向。针对上述问题,本文设计了一种具有轻小型化特点的自准直型短波红外高光谱成像系统。通过对系统矢量形式的理论推导,得到满足高光谱分辨率、小尺寸要求的自准直系统的初始结构,并逐步进行优化。同时,在狭缝处引入一块平面反射镜,对望远系统进行折叠,避免狭缝与探测器干涉,并进一步压缩系统的尺寸。最终设计的成像光谱仪工作波段为1610～1640 nm,F数优于3,在奈奎斯特频率为20 lp/mm时,调制传递函数（MTF）均优于0.8,全视场均方根半径（RMS）均小于7μm,光谱分辨率均优于0.1 nm。光学系统尺寸优于460 mm×150 mm×150 mm。本文研究为短波红外波段高光谱探测成像光谱仪实现轻量化、小型化设计提供了一定的理论基础。     

一种类锥形梯度折射率纤维的光线传播特性和近轴成象研究

本文研究了一种类锥形梯度折射率纤维的光线传播特性和近轴成象规律。光在这种类锥形纤维中的传播具有变幅值和变周期的振荡特征,文中从光线轨迹的近似解析式出发,导出高斯光学公式,并讨论了结果的适用性。研究表明,类锥形梯度折射率纤维与在光学特性上锥形梯度折射率纤维十分类似,它们都可望成为微型光学和激光装置的重要新元件。     

基于自准直原理的空间光学成像系统在轨几何定标技术

通过分析成像原理、仿真光学模型和搭建原理样机,讨论了在实验环境下影响自准直定标系统定标精度的主要因素,提出了定标系统在设计和工作中应注意的主要问题,包括像元尺寸选取、像点位置算法、调焦量计算和系统装调误差.根据分析结果对原理样机的定标误差进行了校正,最终实现原理样机的焦距定标精度小于0.4 mm,X、Y和Z方向旋转的定...     

自准直仪光学系统设计

设计一种能同时进行两维测量的、智能化的数显式自准直仪,该光学仪器可用来进行小角度测量。系统设计波长为670 nm,为了达到1 m的焦距,同时也缩小系统的体积,自准直仪采用折返式结构。系统中使用位置敏感探测器(PSD)作为接收器,仪器的指标满足设计要求:测量范围为6,精度为0.1。通过Zemax仿真对自准直仪主光路进行设计及优化,出射为平行光束,由足迹图观测被测面接收到的光分布均匀,能够满足实际生产中的需要。     

基于自准直原理的紧凑型激光位移传感器光学系统设计

分析传统直射式和斜射式激光位移传感器的特性,结合两者的优势,设计了一种基于自准直原理的紧凑型激光位移传感器。在结构上,利用直线结构取代了大三角的光路布局,形成自准直式光路结构。引入分光比50%的分束镜,与光轴成45°角放置,将会聚透镜和成像透镜合为一枚,并使聚光镜、分束镜和光电探测器共轴,简化了系统结构,减小了仪器体积,同时,推导了符合自准直原理的Scheimpflug条件。利用光学设计软件Zemax对光学系统进行仿真,系统采用单透镜的结构形式,前表面为Forbes非球面,入瞳直径像质量和系统尺寸均达到最佳。该系统具有测量范围大、分辨力高、结构尺寸小、光能损失小等特点,通过实验与Keyence激光位移传感器比较,该系统能够保证测头分辨力1μm、综合检测精度±2μm的技术指标。     

利用相移片实现激光自准直的新方法

介绍两种实现激光自准直的方法和实验，阶梯相移片法的特点在于巧妙地利用相移片对入射光进行调制，实现高精度激光自准直和角度的测量；微点相移片法是比较入射光与反射光通过相移点的衍射图形，达到激光自准直的目的。用夫琅和费标量衍射量论分析和计算了激光经过两各片调制后的光能分布，并对制作公差进行了讨论。     

船体三维角度变形的自准直干涉测量方法

以自准直原理基础,将光栅干涉原理引入,提出了一种能对船体三维变形测量的自准直干涉法。分析了测量三维角度变形的自准直干涉原理,并根据该原理设计了光学系统,系统主要包括两个主光路,自准直光路和光栅干涉光路,并且两路光部分共光路。自准直光路可以实现船体的二维测量;自准光栅的像和反射光栅干涉可测量船体的另一维变形,从而实现了船体三维变形的测量。给出了计算三维角变形的理论公式,最后进行了精度分析。试验结果表明,在±30′的视场范围内,系统精度达到2″,该方法不仅适用于船体也适用于其它物体三维角度变形的测量。     

关于物像两空间三个不变量的讨论

许多光学教材均分别提出了关于物像两空间三个不变量的关系式，但很少将这三个关系式进行分析比较．本文首先给出这三个关系式的涵义和适用条件，然后讨论了它们之间的区别与联系．