透镜自动设计的衍射基价值函数

本文描述了三种基于衍射理论(或称为衍射基)的光学系统质量指标作为透镜自动设计的价值函数的方法. 这三种指标是: 1.波差方差; 2.波差导数; 3. 几何光学传递函数. 得到了简化计算的相应公式. 实践证明, 这种价值函数不但可用于象差平衡的开始阶段, 更可用于象差的精细校正过程,以获得象差的最佳平衡方案. 关键词：     

共轴球面光学系统的热象差分析

本文系统分析了径向均匀温度场中,热对共轴球面光学系统的影响,得到了初级位置热象差与初级倍率热象差的一般表达式.在此基础上得到了均匀温度场中薄透镜系统的热象差表示式,该热象差表示可以用来指导无热象差光学系统的设计.最后根据上述分析,讨论了几种简单系统的热效应与无热象差设计途径.     

适应法象差自动校正程序中若干问题的处理

本文讨论了适应法象差自动校正程序中几个问题的处理方法,这些问题主要是:象差参数的选择问题;变量尺度问题;线性检查和步长控制问题;按给定公差自动排除相关象差的问题;并介绍了一个适应法程序的流程图。     

荷电粒子光柱成象系统中空间电荷象差之解析计算

本文首先讨论粒子光学柱成象系统中空间电荷象差的概念,然后提出用梯形束元作为同时计算空间电荷象差、几何象差、色差和衍射象差的统一模型;最后,在此模型基础上推导并提出了所有计算成象系统中空间电荷象差的解析表达式.     

高级球差、正弦差公式在光学自动设计中的应用

将高级象差公式用于光学自动设计,编制了一个具有自动选取变量,平衡象差质量高、速度快的自动设计程序。此程序特别适用于设计大孔径、小视场的光学系统。     

基于双柱透镜慢轴准直激光二极管堆栈光束匀化系统

为实现高功率激光二极管堆栈光束的匀化与整形,提出基于双柱透镜慢轴准直的匀化系统。利用双柱透镜实现对高填充因子激光二极管慢轴方向光束发散角度的压缩,降低成像型多孔径光束积分器中微透镜的数值孔径,减小匀化系统体积。通过三个限定条件确定了双柱透镜参数取值范围,并通过像差分析对双柱透镜进行了优化,实现慢轴方向光束剩余发散角度1.74。结合成像型多孔径光束积分器,设计了激光二极管堆栈的匀化系统,并进行了实验测试。实验结果表明,在中心光斑尺寸约为6 mm6 mm范围内,光斑不均匀性为8.11%。     

利用空间光线追迹的中间量计算象差分布的矢量代数方法

本文提出利用光线光路计算过程所得的中间量,推导出象差分布因子Δz,直接计算各个折射面的象差分布值,把空间光线追迹程序和象差分布程序合并为一,即简化程序,缩短计算时间,又不损计算精度。     

光学自动设计在微型电子计算机上的具体实现

我们以日本CANON公司的BX—1微机为模型机,移植和设计了一条阻尼最小二乘法自动校正象差程序,从而为在微机上设计其它光学自动设计程序找到了一些可行的方法.本文对程序和具体实现方法作了简要叙述。     

基于Buchadhl象差系数和解析偏导数的光学优化设计

本文以基于 Buchadhl 象差系数得到的点列图为目标函数,只需追迹少许光线就可得到近似点列图,大大减少了计算量;同时采用了目标函数对结构参数偏导数解析求导原理并应用于光学自动设计,这样得到的解析偏导数不仅不存在原理误差,同时极大地减少了求得所需的时间;最后给出了使用 DFP-BFGS 优化方法设计一个双高斯物镜的实例.     

光学系统象差的实时补偿

本文讨论了以适当光瞳函数来补偿光学系统象差的可能性,指出这是希尔伯特空间中的泛函极小化问题,得到了使波差方差极小解的一般形式,特别研究了以环状位相光瞳补偿对称象差的效果,并以S.D值作判据,用求总极值的方法确定滤波器的各个参数,并以MTF的观点对几种情况作了比较和讨论。     

论平面光栅单色计的光学质量

本文包括下列结果:1.以矢量代数方法一般地讨论了狭缝形状和谱线形状的关系;导出了一般的角色散公式。2.讨论了由于光栅角倍率特点所残留的不对称象差及其校正方法和其他象差之值,并举出一个校正象差的例。3.探讨了完全校正象差的可能有的结构及其特性。 关键词：     

怎样使用象差自动校正程序进行光学设计

本文结合传统的光学设计方法,介绍了阻尼最小二乘法和适应法自动校正程序的原理和特点。着重说明用这两种程序进行光学设计的正确方法;说明自动校正程序在整个设计过程中的作用,以及设计人员应做的工作;分析了目前在使用象差自动校正程序过程中存在的问题。     

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：     

激光光学系统的初级象差

本文从泽尼克一高斯国多项式出发,讨论了三种初级象差(球差、营差、象散)在平衡及未平衡状态下的标准偏差同衍射孔半径与高斯光束半径之比α的关系.最后讨论了在均匀光波的最佳校正状态下,高斯光束初级象差同α的关系,得到高斯光束的初级象差可按照均匀光波象差理论进行校正的结论.     

带电粒子光学系统优化问题的研究

对带电粒子光学系统的优化过程进行了研究,提出将象差的优化与透镜场形的优化分离开来。在象差的优化中考虑含光学参数的隐式约束条件。该优化过程只需做简单的积分运算,因此不必花费时间计算电磁场。在透镜场形的优化中,其优化模型与一般电磁系统的优化完全一样,因而可以采用已经研究的很多的电磁场的优化方法来优化透镜的场形。计算了两个优化的实例。     

高斯光束的象差平衡

本文从有象差时的衍射积分出发,导出高斯光束中心点亮度与波象差方差的关系,依据斯特列尔判据,采用解线性方程组的方法讨论了高斯光束球差及轴外象差的最佳校正形式,并以表格方式给出了最佳校正形式.     

多级聚焦-偏转复合系统的相对论象差理论

本文在文献[1]的基础上,导出了聚焦-偏转复合系统的相对论一级色差及另一形式的相对论三级几何象差公式,得出了各种象差系数的明显公式,应用上述理论,本文讨论了多级电-磁的偏转复合系统中象差的叠加问题。 关键词：     

存在初级象差下电子和离子光学系统中刘维定理的应用

在电子和离子光学理论(特别是象差理论)中,广泛地应用了矩阵的运算方法。本文讨论了旋转对称电子光学系统与重叠场(环形电场与非均匀磁场的叠加)离子光学系统中存在初级象差下的变换矩阵,证明了这些变换矩阵的行列式数值恒为1.这个普遍结论是刘维定理的具体应用。这对于电子和离子光学象差理论及计算机辅助设计具有一定意义。 关键词：     

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。     

高级象差理论

本文的主要目的在以近似方法讨论高级象差特性。首先由对称性讨论了二级象差的独立象差数,近似讨论了象差的几何意义,再由坐标变换的观点导出了光栏移动时象差变化的规律。由Fermat原理和同一光线可看作是各不同点发出的观点导出了物体移动时象差变化的规律。由于运用Fermat原理,所得的结果实际上是略去初级象差影响后的近似结果,因此表示式相当简单。然后我们把象差产生的原因分为二类。其一称作是本徵的,是入射光束无象差时必然产生的象差,用象差看作球差的观点导出了它们的表示式,结果表明,高级球差和本徵轴外球差是象差产生的原因,并导出了各种象差同时产生的状况。象差的另一类称作是衍生的,它们是由入射光线原有象差引起的初级象差差异,由初级象差理论即可得出它们的表示式。这一些高级象差的规律和近似表示可作为评断象差产生原因的半定量依据。最后,用Fermat原理讨论了高级色差问题,并说明Fermat原理之所以可在高级象差理论中应用的理由及不致误差过大的应用范围。