塑料透镜在光学系统中的应用

本文从产品和专利两个方面,就国外光学塑料透镜在各种光学系统中的应用作一介绍。     

光学塑料透镜

<正> 西德、日本等国显微镜中的聚光镜、投影屏、暗视场中的透明圆环等均用乙烯树脂压型制作。西德的阿克发照相机厂采用压铸成型工艺制出了多种塑料镜片,主要采用两种材料,一是相当于折射率n_D=1.58的聚苯乙烯,另一种是相当于折射率n_D=1.49的聚甲基丙烯酸树脂。采用的模具一次可压出4～6块透镜。     

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。     

遗传算法在自适应光学系统中的应用

为了校正激光光束的波前像差,建立了一套无需直接探测波前信息的自适应光学(AO)系统模型,提出了一种基于实数编码的高斯变异的遗传算法(GA)用来控制61单元压电变形镜补偿波前像差,并仿真利用此算法控制61单元变形镜校正由变形镜本身产生的像差。结果表明,这种算法能够找到补偿各种像差所需的变形镜的最优面型。像差校正后,焦平面的峰值光强最多能够提高30倍。环围斯特尔比值(Strehl ratio)最多能够从校正前的0.032提高到0.96,变形镜61个驱动器后的电压值收敛性能良好。     

GRIN透镜干涉仪光学系统模型和分析

较完整地提出GRIN透镜干涉仪的数学模型,分析了光学系统处于六种不同模态下的特点,讨论了有关结构因素,特别是GRIN透镜长度对干涉仪工作性能的影响,有关分析和相关结论可作为GRIN透镜干涉仪系统设计和测量计算的依据。     

光学系统透镜热形变特性仿真研究

光学系统透镜组件在环境温度变化时发生的形变,特别是透镜的厚度、面形以及透镜间空间位置的变化,对系统成像质量有着不可忽视的影响。分析计算了某型导引头光学系统透镜组件在温度载荷下的形变特性。计算结果表明,当环境温度从20℃降低到-40℃时,透镜表面位移呈现出显著的梯度变化,7个透镜中表面的最大位移达0.05mm,透镜厚度的变化率超过0.05%,透镜间距离的最大变化率为3.46%。利用数据重构技术,计算结果可以作为透镜镜面形变分析的参考数据。     

Zemax在光学系统球差测量中的应用

作为应用物理专业的核心课程,应用光学具有很强的实用性。像差是表征光学系统成像质量的重要参数,是应用光学中最重要的概念,光学系统设计的过程实际上就是各种像差校正和平衡的过程;轴向球差是一种最基本的,也是最重要的几何像差,对光学系统轴向球差的测量是系统成像质量检测的一个重要内容之一;本文采用Zemax软件模拟光学系统的球差测量情况,通过光线追迹的方法,使实验者深刻理解球差的产生原因,熟悉实验原理,对于球差的测量有积极的指导作用。     

基因算法在光学系统优化中的应用

将基因算法植物于光学系统的优化中，构造了相应的数学模型，并编程实现了算法，实验证明基因算法可以克服以往优化算法不能自动增减光学面（元件）的缺点，从而提高了光学系统设计的智能化程度。     

偏心结构体在光学系统中的应用（一）：棱镜在光学系统中的局限性

本文从偏心本（棱镜）的角度来对光学系统性能指标，结构布局等的合理性进行判断，研究表明，光学系统的视场和结构布局决定了棱镜的造反范围，这种选择性与人瞳直径，渐晕系数，物镜焦距无关，而仅与棱镜本身参数，即所用材料，展开长度有关。     

透镜胶合对光学系统像质的影响

胶合透镜普遍用于各种光学仪器中,而透镜在胶合时所引起的变形,对光学系统的像质影响较大。本文从多年来实践出发,就有关透镜胶合工艺论述其对光学系统像质的影响。     

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。     

国外光学塑料透镜成型工艺及其模具制造

本文主要介绍了国外光学塑料透镜的成型工艺及其模具制造。其中包括光学塑料零件的离心旋转成型法、高压高速注射成型法、二次加压注射成型法、固态注射成型法,用此方法,可大大缩短试制周期,提高了产品质量。     

液体可变焦折衍混合光学系统

提出了一种液体可变焦折衍混合光学系统，该系统将传统的折射透镜的其中一面设计成二元面，通过改变折射系统的曲率半径来实现对整个光学系统的焦距的调节．这种液体可变焦折衍混合光学系统的主要优点是能够消除色差．经实验证明该光学系统焦距和折射系统的曲率半径呈线性变化关系并且在变焦的同时很好的解决了色差问题．     

光学透镜生产线的物流系统网络模式

透镜生产线各主要工序耗时组成一时间集合，通过对该集合进行［０，１］处理，确定了每一工序耗时的广义隶属度；再把［０，１］处理后毛坯制造、铣磨、上盘、精磨、抛光、清洗、定心磨边、镀膜及检验的操作时间作为广义多重有向模糊图中结点的存在度，把传输和物流信息控制时间作为模糊图中结点间的连接强度，建立了透镜生产线的物流系统网络模式，分析了网络结点间的相互流动，给出了广义模糊矩阵的特定形式，为光学透镜的生产提供了一种普遍意义下的直观描述方法。     

Diffractive-Refractive Achromatic Lens for Optical Disk System by Glass Molding

An erasable optical disk system requires an objective lens having minimum chromatic aberration. We estimated the chromatic aberration of a conventional refractive singlet. At shorter wavelengths, the focus shift of an objective lens exceeds its depth of focus. A diffractive-refractive hybrid lens can compensate chromatic aberration perfectly. Diffraction efficiency, however, decreases with the degree of compensation. We simulated the relationship between chromatic aberration and diffraction efficiency. Fabrication of designed lenses by glass molding was achieved, and the results showed excellent agreement with the simulation.     

基于非球面透镜的空间光场光纤耦合系统研究

针对全光纤激光雷达中空间光场与单模光纤的耦合问题,设计了基于非球面透镜的望远镜光纤耦合系统.利用ZEMAX软件以单模光纤耦合效率为优化目标对其结构参量进行优化设计,然后分别用LED和激光器作为光源进行初步实验,比较直接耦合和非球面透镜耦合效果.实验结果表明,采用非球面透镜耦合可使多模光源的耦合效率比直接耦合增加约47%,与仿真结果45%非常接近,且不同芯径耦合光功率之比大略等于芯径比平方;而该耦合方式可使单模光源的耦合效率增加约20%,且耦合进不同小芯径光纤的耦合效率之比约为其芯径比平方的2.4倍,这对构建全光纤转动喇曼激光雷达系统具有重要意义.     

基于非球面透镜的空间光场光纤耦合系统研究

针对全光纤激光雷达中空间光场与单模光纤的耦合问题,设计了基于非球面透镜的望远镜光纤耦合系统.利用ZEMAX软件以单模光纤耦合效率为优化目标对其结构参量进行优化设计,然后分别用LED和激光器作为光源进行初步实验,比较直接耦合和非球面透镜耦合效果.实验结果表明,采用非球面透镜耦合可使多模光源的耦合效率比直接耦合增加约47％,与仿真结果45％非常接近,且不同芯径耦合光功率之比大略等于芯径比平方;而该耦合方式可使单模光源的耦合效率增加约20％,且耦合进不同小芯径光纤的耦合效率之比约为其芯径比平方的2.4倍,这对构建全光纤转动喇曼激光雷达系统具有重要意义.     

微型差动式共焦自聚焦光聚焦探测系统

为解决微小内轮廓尺寸为代表的微小尺寸的非接触式超精密测量问题，提出了将自聚焦透镜体积小的特点与共焦显微技术的高分辨率和绝对位置跟踪特性相结合的差动式自聚焦共焦微型显微技术的光探测技术，建立了相应的传感系统，介绍了系统的工作原理和构成，自聚焦透镜测头直径为1mm，两个探测器差动设置，不但消除了光源的光强漂移和探测器的电子漂移产生的共模噪声，提高了测量信噪比，而且有效地提高了系统的轴向分辨率，初步实验表明，系统轴向分辨率在倾斜率小于20度的范围内可达5nm。