基于线性模型的聚焦光学系统静态公差优化算法

为了实现聚焦光学系统中元件公差的自动分配,在实验室自主研发的OTS实际光线追迹软件平台构建公差分析模块,并据此完成元件公差的优化.依据光学矩阵理论,以公差的线性模型为基础,从评价函数、元件公差分配和反馈系数三个方面研究公差优化问题,结合蒙特卡罗方法和数值分析,有效的为各光学元件制定了合理的加工公差.采用结合元件敏感度的公差分配方式,根据现存的问题提出自适应优化法,并给出了相应实现方法.搭建了多元件双通光学系统验证实际情况中公差模型的正确性.实例计算表明,该方式使优化平均迭代次数下降了两轮,相比Zemax分析过程,在结果差异不大的情况下总运行时间下降了40%,表明了算法的合理性.整个分析流程对实际的光学系统加工装配具有一定参考价值.     

塑料光学元件的清洗、镀膜和胶合

各种塑料光学元件在光学系统中的应用越来越广泛。作为光学元件,必然涉及清洗、镀膜和胶合等工艺技术问题。本文就塑料光学元件的这三个技术作一介绍。     

全息光学元件的军事应用

全息光学元件是利用全息摄影技术制作的薄膜型光学元件。它利用光的衍射原理,象透镜、棱镜等普通光学元件那样,实现光束韵会聚、发散、偏转、分束、色散、扫描等。全息光学元件是在玻璃或塑料基片上涂附记录介质(如光敏材料、光致抗蚀剂)薄膜,然后在专门设计的曝光系统中曝光,再经显影、干燥、峦封等处理而制备成的。浮雕型全息光学元件还可用热压法大量复制。     

强激光作用下非热平衡状态光学元件的热透镜效应

研究了强激光作用下非热平衡状态光学元件的热透镜效应.对在强激光作用下的光学元件的透射激光方向角进行了时序观测.实验发现,光学元件在达到热平衡状态之前,其热透镜效应呈现某种波动起伏的特征,对此现象提出了初步解释,并指出其实际意义.     

光学仪器胶粘剂应用现状及进展

本文是在对国内光学零件加工及光学仪器产品胶粘剂的应用现状与研究动态的调研基础上，结合作者的工作，综合介绍了光学零件加工过程中工艺用粘接材料与工艺材料用树脂结合剂；光学零件、光学分划元件、光学偏振元件、光学塑料元件等的胶合用光学胶；光学仪器产品结构用结构胶及非结构胶；光学仪器产品及部件用密封胶等的应用现状及其进展概况     

塑料透镜应用技术及其发展动向

本文根据大量的资料总结了各种塑料透镜材料及其特性,并阐述了塑料透镜的种类及其应用。文章还介绍了各种塑料光学零件的加工工艺,并指出其中的若干关键问题,及塑料光学元件的开发情况和发展方向。     

塑料光学元件的发展及应用

本文简述了塑料光学元件的发展、特性和制造方法及其应用。     

衍射光学元件在红外成像系统中的应用

利用衍射光学元件除了能减小成像系统的体积和重量外,还具有许多传统光学元件无法比拟的优越性,如消色差和热补偿功能等,本文以实例阐述衍射光学元件在红外成像系统中的应用。     

强激光作用下非热平衡状态光学元件的热透镜效应

 研究了强激光作用下非热平衡状态光学元件的热透镜效应。对在强激光作用下的光学元件的透射激光方向角进行了时序观测。实验发现,光学元件在达到热平衡状态之前,其热透镜效应呈现某种波动起伏的特征。对这一现象提出了初步解释,并指出其实际意义。     

折衍射混合环形孔径超薄成像光学系统设计

为了突破基底材料的选择局限性,实现成像波段范围内的高质量成像,在环形孔径超薄成像系统引入成像衍射光学元件,设计了以光学塑料聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为基底材料、焦距为35mm、有效孔径为29 mm的4次反射结构的折衍射混合环形孔径超薄成像系统。该系统倍率色差小于2.2μm,在空间频率为166lp/mm时的MTF值大于0.4,实现了高质量成像。对环形孔径成像系统分别进行了公差分析与热分析,结果表明,在空间频率为166lp/mm时,各视场的子午和弧矢衍射MTF值大于0.2,在温度0℃～40℃时,各视场的子午和弧矢MTF值大于0.28.     

基于等效节点的子孔径拼接系统公差分析

在子孔径拼接系统中,各子孔径之间的倾斜与位移对整个系统的成像质量有直接影响.本文应用动态光学理论中等效节点概念,根据各个子孔径倾斜及轴向与垂轴位移位移时等效节点也将发生相应移动的原理,利用拼接元件形成像点的位移引起的各个子镜形成像点叠加误差形成的弥散圆尺寸变化之间的关系,简化了子孔径倾斜与位移对拼接系统像质影响的分析与计算.通过在子孔径拼接原理样机结构设计与公差分析中的应用,得出原理样机的倾斜公差为4 μrad,位移公差为6 μm,使原理样机的子孔径装配调整得到了有效控制.     

塑料光学元件及其应用

本文简要地叙述了塑料光学元件的发展,它的特性、制造方法以及它的应用。     

塑料透镜的开发与生产

本文综述了塑料光学元件的开发和生产。首先介绍了光学塑料材料,塑料透镜的设计,模具的材料和加工技术,然后介绍了精密塑料透镜的注射成型工艺和光学塑料非球面的测量。     

Schwarzschild物镜装卡应力对光学元件面形的影响

为了实现接近衍射极限的分辨率,工作在极紫外波段的Schwarzschild物镜要求其光学元件的面形精度达到约1 nm（RMS值）;而在物镜的装配过程中,装卡产生的应力会影响光学元件的面形精度,定量计算装卡应力对元件面形的影响是获得高分辨率成像的关键。在光学设计、公差分析的基础上,采用有限元模型系统地分析了应力对Schwarzschild物镜光学元件面形精度的影响。结果表明:采用自行设计的物镜结构,应力对主镜面形的影响可以达到0.7 nm,而对副镜的影响可以忽略;应力所产生的光学元件面形变化会使系统的几何传递函数(5000 lp/mm)从0.76下降到0.61。     

胶粘光学元件的热应力和变形分析

由于光学元件和装配材料热膨胀系数的不匹配,在环境温度变化时会导致光学元件中产生热应力,并引起光学元件表面产生变形,影响光学系统的性能.针对光学元件的粘接固定方式讨论了连续边缘粘接引起的热应力和变形的分析方程,得出连续边缘粘接无热厚度的解析方程.采用有限元分析软件对胶粘固定光学元件进行了建模和热应力分析,得出光学元件边界...     

熔石英表面热致应力对激光损伤行为影响的研究

为了研究热致应力对光学元件损伤特性的影响,通过实验测试退火处理消除热应力和未消热应力石英基片的激光损伤特性,研究了热致应力对石英元件初始损伤阈值、损伤增长阈值以及损伤增长规律的影响.结果表明,热致应力对熔石英光学元件的初始损伤阈值有影响,初始损伤阈值随着热致应力增大而降低;热致应力会加剧激光引发的损伤增长,相同的激光通量下,表面应力越大的区域拥有越高的损伤增长因子,但损伤增长仍遵从指数增长规律.热致应力对损伤增长阈值没有明显的影响.本文的研究将为CO2激光预处理工艺能否被应用于大口径光学元件提供一个必要的技术参考.     

表面颗粒污染物诱导薄光学元件初始损伤的机理

基于光传输理论研究了前表面颗粒污染物诱导薄光学元件产生初始损伤的原因,提出了颗粒遮光效应和颗粒造成的光学元件局部热变形两者共同作用对光束进行扰动的损伤机理.研究结果表明:对于高功率激光光束,薄光学元件局部热变形对光束的扰动是产生较高光强调制的重要原因;随着激光脉冲发射次数的增加,局部热变形的表面形状、位相延迟幅度、热扩散长度不断变化,会在光学元件内不同厚度处和后表面xy方向上的不同位置处产生较高的光强调制,不仅容易引起后表面产生多个损伤点,也可能在光学元件内就产生损伤,并且在厚度方向上的损伤点是分散的.     

激光器光学系统光机热集成分析方法

论述了光机热集成分析方法原理及接口多项式,并将其应用于某激光器光学系统进行光机热集成分析。该分析方法首先对光学系统进行热分析、结构有限元分析计算,获取激光辐照下光学元件表面的结构变形;其次,对有限元计算的光学元件变形结果数据进行Zernike面形拟合处理;最后将变形后的光学表面导入到通用光学设计分析软件,分析激光器光学系统变形后产生的各类光学像差。结果表明:利用集成分析方法能够分析光学元件产生热变形对激光系统成像质量造成的影响,为光学系统设计提供参考。     

光学塑料元件低压注射成型技术的应用

光学塑料元件低压注射成型技术是相对于传统注射技术的一大改进。它包括压缩注射成型、低压高速成型、注入气体注射成型和降低模内压力成型。它的主要优点是降低压力、降低能源消耗、降低成本、提高工效、提高光学塑料元件质量。这对于我国光学塑料非球面的开发极有好处     

型芯、模具及其制造和注射成型工艺(Ⅲ)

基于我国光学塑料元件成型技术落后于技术发达国家的情况,同时考虑到塑料非球面透镜又是我国目前注射成型的难关,并可望在型芯、模具及其制造和注射成型工艺上有所突破,而塑料非球面透镜又主要采用的是模具及注射工艺,所以本刊编辑部将从１９９８年第４期开始不定期的报道国外塑料模具型芯、模具及其制造、注射成型工艺等方面的有关信息,以此能对我国从事光学塑料元件制造的工程技术人员有所帮助。不定期报道的主要内容有：塑料模具设计要点;模具涂层;流态分析;模具制造的改进;注射成型;注射成型机;成型工艺参数;熔流及工艺性;如何减少成型元件的内应力;材料的选择;注射故障的排除等等。