偏程光学平台

本文在对三轴稳像棱镜组研究的基础上，提出了用三轴稳像棱镜组进行稳像，用另外的扫描部件作扫描的方案。并推导出相应的稳像扫描公式。当三轴稳像棱镜组和计算机结合起来以后，就可以赋予该棱镜组以“编程光学平台”的新概念。     

编程光学平台

本文在对三轴稳像棱镜组研究的基础上，提出了用三轴稳像棱镜组进行稳像，用另外的扫描部件作扫描的方案．并推导出相应的稳像扫描公式．当三轴稳像棱镜组和计算机结合起来以后，就可以赋予该棱镜组以＂编程光学平台＂的新概念．     

三轴稳像棱镜组的三种运动方式

三轴稳像棱镜组是具有三自由度全视场稳定作用,同时还可起扫描、正像作用的多功能棱镜组。本文对该棱镜组的三种运动方式进行了讨论,并运用反射棱镜的基本稳像原理,推导出了三种运动方式的稳像公式和稳像工作公式。     

平行光路中的三轴稳像反射镜组

在对立方棱镜的结构特性和阿贝棱镜的成像特性分析的基础上 ,提出了由反射镜组成的三轴稳像反射镜组 ,并推导了该三轴稳像反射镜组在平行光路中的稳像公式。该三轴稳像反射镜组具有体积小和适合于所有光谱范围等特点。     

会聚光路中的三轴稳像棱镜组

本文以反射棱镜共轭理论为基础,提出了在会聚光路中用二块棱镜实现三自由度稳像的方案,并推寻了相应的公式.借助于计算机使用优化方法对简化公式进行了修正.为多自由度稳像提供了新的途径.     

稳像光学系统设计

重点沦述光学稳像的光学原理,并引用具体的平面反射镜作为光学补偿元件(也就是光稳元件)的稳像方式加以阐述,由此导出倒像系统和正像系统达到相对稳像和绝对隐像时补偿角与扰动角之间的关系式。论述采用会聚光路稳像时由棱镜的微量转动而达到绝对稳像时棱镜转动中心的求法。论述光稳元件兼作转像棱镜时光稳元件的有效孔径与转功中心和棱镜位置的关系。     

直角屋脊棱镜与立方角锥棱镜的光学特性

在光学工程应用方面,常利用棱镜对光路的折转作用,完成一定的转像、检测和测量等工作。在实际应用中,考虑到棱镜加工误差对光轴产生的影响,应用动态光学理论及推导公式,分别给出直角屋脊棱镜与立方角锥棱镜的作用矩阵、特征方向和极值轴向,得出2种棱镜光轴偏差的数学模型。根据实际加工误差,进一步推导出2棱镜的理论误差,并对2棱镜的理论误差进行比较。最后得出可以用直角屋脊棱镜代替立方角锥棱镜的结论。     

会聚光路图像自动稳定与跟踪

以往的多数红外光学导引头都是将整个光学系统置于高速旋转的陀螺转子上,这样不可避免地使光学系统像质受到损害,并且使结构变得复杂。本文从反射棱镜共轭理论出发,给出了在会聚光路用单一棱镜实现二轴图像稳定和跟踪的原理,并介绍了基于此原理的导引头,小型电视导引头等整体稳定的光学系统,也可以作为一个系统应用于某些武器系统中。     

偏光棱镜性能参量的求解新法

建立了一个共点三轴系统,给出了相应的角参量关系公式,并利用其得到了任意空间角度入射时可调分束角棱镜的分束角公式,证明了此方法在解决与棱镜结构有关的问题时简单有效.     

Sagnac棱镜角公差与干涉光谱仪光谱分辨率的关系分析

根据干涉成像光谱仪光谱分辨率对角向差的要求,通过对实体Sagnac干涉仪结构和光路进行分析,从三个相互垂直的方向出发,研究了光谱分辨率和棱镜角公差之间存在的关系;并推导了满足光谱仪光谱分辨率要求的实体Sagnac干涉棱镜的角公差公式;用实例说明了关系式的应用方法,如果不考虑棱镜变形引起的色散及棱镜的面型误差和付氏镜的残余像差的影响,而只考虑棱镜的角误差对光谱分辨率的影响,则通常情况下干涉棱镜的角公差要求较严,约20″以内.     

一种稳定船载电视侦察图像序列的灰度投影拟合算法

提出了一种新的船载电子稳像算法———灰度投影拟合算法,此算法包括:合理划分图像区域,保证区域内各点运动一致;利用灰度投影法确定每个区域内的图像平移量;利用拟合公式确定图像全局运动矢量。既保留了灰度投影算法的快速性,又保证了图像旋转量的准确确定,从而实现了图像灰度细节丰富但无明显特征目标的图像序列的稳定。对船载摄像系统获取的视频图像序列进行稳像处理的结果表明,该稳像算法稳像精度高,实时处理能力强,实际应用效果好。     

船载摄像系统的一种电子稳像算法

提出了一种新的船载摄像系统的电子稳像算法———水天线稳像算法。算法的模型是基于船载摄像机运动和视频图像运动关系建立的。介绍了水天线的特点以及水天线稳像算法的实现,并利用水天线稳像算法对船载摄像系统获取的视频图像序列进行了稳像处理。实验结果表明,该算法具有稳像精度高、实时处理能力强的优点,实际应用效果较好。     

潜望式瞄准镜中消像旋棱镜的装调工艺技术

当潜望式光学系统中反射镜绕机械轴转动时,影像会在视场中绕光轴旋转严重影响观瞄。消像旋棱镜可以使像产生反向转动从而消除这种影响。从探索潜望式瞄准镜中消像旋棱镜的装调工艺出发,通过对2种常用消像旋棱镜在光学系统中对光线折转的分析,提出了其光机装调过程的判断依据,总结了2种消像旋棱镜应用的装调工艺方法,并提出了在平行光路中检测消像旋棱镜固定前后的分辨率以保证成像质量。经过多个项目的验证,此方法能有效降低消像旋棱镜的装调难度,装调后消像旋棱镜光轴与系统基准轴偏差控制在30以内。     

用琼斯矩阵法分析别汉棱镜像面偏振态分布

 基于反射定律的矢量式易于追迹复杂系统中光线的三维空间传播方向,计算了别汉棱镜每一面反射光线的方向,利用琼斯矢量法建立每一反射平面的琼斯矩阵以及面与面之间的传输矩阵,得到了一束线偏振平行光通过别汉棱镜后像面上的偏振状态分布,即经由2个屋脊面出射的光束是2个方位角不同的椭圆偏振光,这2个方位角的大小与入射线偏振光的振动方向有关。采用斯托克斯参量测量法,对别汉棱镜像面上偏振状态的分布进行了实验检测,得到了与理论分析一致的结果,指出别汉棱镜的偏振效应将会导致出射光束偏振状态的不均匀分布。     

Heterodyne angular interferometer using a square prism

An interferometer composed of a dual-frequency laser, sensing assembly, and decoding system is proposed for angular displacement determinations. The laser is a heterodyne light source. The sensing assembly generates an interference signal by the use of a square prism, and the decoding system extracts the phase difference of the interference signal. The theory, which reveals that the phase difference has a relation with the angular displacement of the square prism, of the interferometer is described. A setup constructed to realize the interferometer and the results of using this setup are then demonstrated and presented.     

Flat-top beam profile generated using a fiber-bundle prism-coupled beam shaper

In this paper, an optical beam shaping system is theoretically and experimentally investigated. The optical system design software ZEMAX is used to simulate and analyze the reported beam shaping design. By using this software ray tracing diagrams are presented with the aim of studying the direct beam propagation, total reflection rays, and the lost rays. The prism duct output beam shape and radiance profiles in both position space and angle space are also studied. For experimental investigation, a two-stage beam shaping design including a fiber-bundle and a prism duct is used. A source light is used for the fiber-bundle illumination and the photograph image of the output beam is taken by a digital camera. The fiber-bundle output beam cross section is a rectangular shape with a dimension of 25.65 mm width and 2.44 mm height. In another experiment, the prism output beam is captured by a CCD camera. The prism output beam shape depends on the prism exit face, which is a rectangle (4.15 mm × 3.55 mm) for this case. The image date of the prism output beam is converted to a response curve, which is approximately a flat-top profile. The experimental image profiles are compared with the simulated image profiles and there is a good agreement between the observed results.     

Finite element analysis on a circular wedge prism with 400 mm diameter

The paper comprehensively analyzes the distortions of a circular wedge prism with 400 mm diameter in a scanner by method of optical-mechanical-thermal integrating analysis. The structure and intensity of the prism assembly is verified and checked, and the surface deformations of the prism under gravity load, as well as the thermo-elastic distortions of the prism, are analyzed in detail and evaluated, which is finally contrasted with the measured values of Zygo Mark interferometer. The results show: the maximal distortion of the prism assembly is 10 nm magnitude and the maximal stress is 0.441 Mpa, which has much tolerance to the precision requirement of structure and the admissible stress of material; the influence of heat effect on the surface deformations of prism is proved to be far greater than the influence of gravity load, so some strict temperature-controlled measures are to be considered when the scanner is used.