磁圆形透镜和磁六极透镜的复合系统的象差

近来磁六极透镜作为球差校正器引起了人们的注意。本文研究了磁圆形透镜和磁六极透镜的场分布叠加形成的复合系统的象差。我们在复数域中定义了内积,采用了复数的表象和微分算符,全面讨论了这种复合系统的高斯光学性质及二、三、四级象差,得出了各级象差所有的象差系数的公式。 关键词：     

宽束和细束电磁复合聚焦球面阴极透镜的象差理论

本文研究了对宽束和细束阴极透镜普遍适用的电磁复合聚焦球面阴极透镜的象差理论。在考虑物场和象场弯曲以及阴极面上磁场和横向电场不为零的情况下,导出了任意理想象面上的一级近轴横向象差和包括色象差在内的全部三级横向象差矩阵公式。所得的结果较为完整、普遍。本文详细讨论了宽束和细束阴极透镜的关系,并用轨迹法和变分法严格证明了:当考虑阴极面逸出电子具有一定的初能量和初角度分布,并采用准规范化电位表示的近轴轨迹方程来讨论系统的理想成象时,宽束和细束两类阴极透镜从象差理论以至导出的三级横向象差、象差系数表示式都可以统一起来。本文采用矢量描写轨迹,运用矩阵表示象差,形式简洁,象差系数积分收敛,适合于计算机计算。 关键词：     

复合的电子束扫描系统象差的动态校正

本文在文献[1]的基础上讨论了复合的电子束扫描系统象差的动态校正问题。讨论了采用不同的电磁多极场作为动态校正器的可能性。推导了圆形校正透镜、偏转校正场和四极、六极校正场引起的附加象差的公式。由此证明了由这种圆形校正透镜、偏转校正场和四极校正场等组成的动态校正系统在一定条件下可以消除复合的电子束扫描系统中大多数的三级偏转象差。 关键词：     

电磁复合聚焦—偏转球面阴极透镜的相对论象差理论

本文应用变分原理研究了电磁复合聚焦-偏转球面阴极透镜的相对论象差理论。在考虑阴极面逸出电子具有一定的初能量和初角度分布,物场和象场弯曲以及阴极面上磁场和横向电场不为零的情况下,导出了任意理想象面上的一级近轴横向象差和包括色球差在内的全部三级几何横向象差,以及各种特殊类型象差系数的明显表达式。本文导出的象差公式不仅普遍适用于宽束和细束阴极透镜,而且普遍适用于相对论或非相对论,阴极和屏为球面或平面时的各种情况。本文以复数描写轨迹,用矩阵表示象差,形式简洁,适合于计算机计算。 关键词：     

阴极透镜象差的变分理论

本文运用变分原理研究了电磁复合聚焦阴极透镜的象差理论,导出了在任意象平面中象差系数的普遍公式。它们可以用Glaser导出的象差系数的线性组合来表示。这就表明了宽束与细束电子光学系统的象差都可以用统一的变分方法处理,并建立了两者之间的联系,本文采用矢量形式描写阴极透镜的近轴轨迹,并采用矩阵形式描写象差。本文所得的象差系数较之文献上已有结果形式更为简洁且适用于计算机计算。本文考虑了阴极面上磁场和横向电场不为零的情况,因而所得结果较为普遍。 关键词：     

无限薄透镜组的基本参数

斯留莎列夫研究了在Ⅲ级象差范围内,利用光学系统薄透镜模型计算光学系统的理论,变量分离法在这种理论中占有重要位置,并且运用所谓基本参数P、W、π只与光学系统的内部原件有关。如果透镜焦距为正,确定无限薄透镜组的基本参数就用于物体处于无穷大时,并     

Calculation of Aberrations Introduced by a Crystal Components

建立了折射光线轨迹的软件包和提出了波象差的计算方法．利用这个软件包，分析了双焦透镜的各类象差和象差与入射角的关系．这个软件包的特点是各种物理量的计算十分清晰，它为改进晶体元件的设计提供了理论依据．     

菲涅尔透镜的线彗差及其在一步彩虹全息中的应用

本文叙述了菲涅尔透镜的一种新型象差——线彗差及这种象差的特性和其他象差的关系。薄平菲涅尔透镜是一步彩虹全息中较理想的成象透镜。     

在球形梯度折射率条件下的光学设计

本文叙述球形梯度折射率透镜的象差。介绍从球形坐标到直角坐标的变换。有了这些变换,就能在直角坐标中进行折射率多项式的计算以及对随后的象差系数和光线追迹数据进行分析。本文展示靠简单变换梯度曲率改变梯度象差符号的能力。     

全息摄影的光学系统及其象差讨论

本文在论述高斯参数与透镜参数的关系;透镜的波象差以及全息象差的基础上,提出了三种基本常用的全息摄影系统,讨论了这三种系统所适用的场合,及所用光学元件的象差要求。     

强电磁干扰环境下光纤束传像系统的设计研究

为解决电磁辐射干扰环境中图像稳定传输的问题,设计并开发了具有抗强电磁干扰能力的光纤束传像系统。利用ZEMAX光学设计软件,对传像系统中前置物镜和后置目镜分别进行了设计,并根据物镜和目镜的初始像差分布情况,利用优化函数,结合各种操作数,对系统的像差进一步优化。优化结果表明,物镜各视场的光学调制传递函数（MTF）值在空间频率为38 lp/mm处大于0.85,目镜各视场的MTF值在空间频率为120 lp/mm处大于0.3,具有较高的成像质量。针对选用的物镜、目镜、光纤束及CCD的结构特点,设计并制备出系统连接的耦合器件,并搭建了一套传像系统,进行图像传输实验。对系统的成像质量以及影响因素进行分析,采用Gamma算法提高像面亮度,获得了高质量的传输图像。     

Chromatic aberration elimination for digital rear projection television L-type lens by genetic algorithms

Following the development of a digitalized image optics system, chromatic aberration has become increasingly important especially in lateral color aberration. For rear projection television L-type lens, chromatic aberration plays the significant role because it is easily seen when facing bright screen. Basically, the elimination of axial chromatic and lateral color aberration for an optical lens depends on the choice of optical glass. DLS (damped least squares), a Ray-tracing-based method, is limited, owing to its inability to identify an enhanced optical system configuration. Genetic algorithms were applied to so-called global optimization but unfortunately so far the results show little success. Additionally, L-type optics with aspherical surface might complicate optimization due to being nonlinear response during optimization. As an alternative, this research proposes a new feasible chromatic aberration optimization process by using algorithms involving theories of geometric optics in a lens, real encoding, multiple dynamic crossover and random gene mutation techniques. In this research, rear projection television lens with aspherical surface and L-type lens are mainly discussed. Results and conclusions show that attempts to eliminate difficult axial and lateral color aberration are successful.     

后向动态光散射系统的像差分析与校正

针对后向动态光散射颗粒测量系统信噪比较低的问题,从光学系统的像差入手,采用Zemax对其进行了仿真和分析,并提出了校正方案。首先介绍了后向动态光散射颗粒测量系统的基本原理和光学系统,从校正像差的角度出发,采用Zemax对后向动态光散射系统进行仿真,并对其像差进行分析。然后根据仿真结果,提出了校正方案,采用Ze-max设计了方案中的参数,得出了理论上的校正结果。最后采用优化好的结果进行后向动态光实验,得到了实验数据。均值误差和重复性误差分别达到了1.52%和1.24%。满足国标均值误差和重复性误差小于2%的要求。     

基于共心球透镜的多尺度广域高分辨率计算成像系统设计

针对实时广域高分辨率成像需求,充分利用具有对称结构的多层共心球透镜视场大且各轴外视场成像效果一致性好的特点,设计基于共心球透镜的多尺度广域高分辨率计算成像系统.该系统基于计算成像原理,通过构建像差优化函数获得光学系统设计参数,结合球形分布的次级相机阵列进行全局性优化,提高系统性能的同时有效简化光学设计过程、降低系统设计难度.系统稳定性测试结果表明,该成像系统的MTF(modulation transmission function)值在截止频率处接近衍射极限,弥散斑均方根恒小于探测器像元尺寸,整机实景实时成像效果良好,无视觉可见畸变.该系统不仅有效解决了传统成像中广域和高分辨率成像矛盾的问题,而且为计算光学成像系统设计奠定了一定研究基础.     

折反式大视场星敏感器光学系统设计

讨论了由逆卡塞格林结构和补偿器构成的折反式星敏感器光学系统。该光学系统由一块球面反射镜、一块非球面反射镜以及由同种光学玻璃做成的两块球面透镜和一块非球面透镜组成。具有视场大、相对孔径大和易实现等优点。给出了该光学系统的设计指标和设计思想,并给出了由其初级像差公式确定初始结构参数的方法。经优化设计,得到了全视场为20°、入瞳直径为36.3mm、相对孔径为1∶1.2的光学系统。给出了它的成像质量评价。     

机载多尺度广域高分辨率成像系统设计

针对机载光电成像系统的大视场高分辨率成像需求,设计一种基于共心球透镜的多尺度广域高分辨率光学成像系统,该光学系统包括大尺度共心球透镜和小尺度次级相机阵列,具有结构紧凑的优点。根据共心球透镜所具有的球差和色差特性,并结合小尺度相机对像差进行进一步校正以分割视场,可以实现大视场高分辨率成像。全系统在受力以及高、低温的条件下进行实验,实验结果表明该成像系统具有良好的稳定性,且全视场范围内的调制传递函数值恒接近于系统的衍射极限,弥散斑半径的方均根值小于探测器的像元尺寸,说明该系统的成像效果良好。所提系统可以有效解决传统机载成像系统难以同时满足大视场和高分辨率的问题,为光学成像系统设计提供一种新思路。     

鱼眼镜头光学系统的非球面优化设计

应用非球面提高光学系统成像质量是镜头设计的常用手段。基于平面对称光学系统的波像差理论,通过分析鱼眼镜头各光学面的波像差贡献,将波像差贡献突出的光学面作为应用非球面的待选对象,结合波像差随非球面系数的变化趋势,确定应用非球面的光学面;应用优化算法和基于光线点列图分布定义的评价函数优化鱼眼镜头系统。通过对一个鱼眼镜头实例进行非球面优化,其点列图范围从全球面优化设计时的200 μm下降到100 μm,其评价函数值下降1个数量级,证明该方法能明显提高镜头的成像质量,对如何有效应用非球面优化鱼眼镜头的光学系统具有借鉴意义。     

基于SelPSO算法的紧凑型照明器件优化方法

提出一种基于自然选择的粒子群算法(SelPSO)的扩展光源匀透镜设计方法。该方法通过DDE技术,将TracePro的光线追迹功能与Matlab的信息处理功能有机结合,建立以点光源透镜轮廓为对象的优化模型,进而利用加入平滑度约束的SelPSO算法对模型进行全局优化。以h/d=2.5∶1的紧凑型匀光透镜为例,结果表明:SelPSO算法与PSO算法在相同参数下进行优化,SelPSO算法具有更强且更快的全局收敛能力,优化后透镜表面光滑易加工,且均匀度、光效分别达到87.566%、89.536%;对透镜安装公差进行分析后,将横向、纵向位移误差分别控制在[0 mm,2 mm]内,对照明效果产生的影响较小;此方法还具有较强普适性,可针对不同照明范围的照明系统进行优化,且整体照明效果良好。     

Aberration Functions for Microlithographic Optics

In this paper a newly proposed polynomial series for aberration expression is reviewed. The new series can be utilized to express aberration distribution of a high NA and wide field optical system like a microlithographic projection lens. Moreover, the new aberration functions can be used for the microlithographic lens manufacturing process because they can express each aberration component of a rotationally symmetric system with a small amount of decentering error and astigmatic (toric) error.     

用于DVD光学头的刻环型双焦点物镜的设计

首先介绍了DVD读出系统对像差的要求 ,然后针对DVD光学头兼容CD盘片的要求介绍了刻环型双焦点物镜的基本结构和工作原理。详细介绍了适当的球面近轴参数的选取 ,包括使制造偏心灵敏度最小的物镜中心厚度的选取 ,物镜所需校正的像差种类以及如何选择优化变量等内容。最后给出了利用计算机设计的双焦点非球面物镜的设计结果 ,并讨论了刻环宽度选取的方法