高精度标准小角度发生器的研制、应用与传递──系列光学角规

本文阐述了国家平面角计量检定系统所规定的计量标准器具──光学角规的检定技术,主要介绍了我们提出的新的光学角规标定的原理和技术,并介绍在此原理基础上研制的检定光学角规偏向角值的基准仪器──光电光楔测角仪。经鉴定其检定光学角规偏向角的最大测量误差３σ≤０．１＂。本文中讨论了光学角规作为标准小角度发生器检定各类角度测量仪器示值误差的应用实例,特别是用于检定二维测角仪器的示值误差,该角规具有独特的优越性。     

标准光学角规偏向角值的传递与组合应用

介绍了按国家平面角检定系统规定的光学角规系列标准计量器具的等级及传递方法，介绍了标定光学角规偏向角ＰＪ—２型仪器的新改进，首次提出标准光学角规组合原理和应用，并且给出组合应用的扩展不确定度，列举了组合标准光学角规补偿法在光学材料高精度直接测量色散中的应用和在Ｔ３经纬仪示值误差检定中的应用。     

高精度光学中心偏测量仪主要技术指标的检测

简要阐述高精度光学中心偏测量仪主要技术指标，即仪器基准轴运动误差、测微目镜值误差、测量系统倍率误差和偏心测量误差的检测原理，最后人出计算实例。     

基于OptiCentric中心偏测量仪的红外光学镜组装调方法

在红外光学镜组装调过程中会产生光学中心偏,且红外材料对可见光不透明,不能使用传统的可见光装调模式,从而成为红外镜组装调的难点。论文提出了基于德国TRIOPTIC公司的OptiCentric双光路中心偏测量仪的装调方案,详细介绍了无镜座定中法与镜座法以及非球面的装调方法,并对无镜座定中法与镜座法的优缺点进行分析;论文还指出使用OptiCentric中心偏测量仪在非球面定中时存在一定的局限性;最后使用光学传递函数测试仪对无镜座法和镜座法装调的镜头进行了测试。测试结果表明：使用中心偏测量仪装调的镜头能够满足技术指标要求。     

度规光学中的聚焦定理及其应用

度规光学中的聚焦定理被导出。给出了光束的聚焦，散焦和陷的条件。讨论了分析在静态曲对称介质中的应用。     

基于图像处理的高精度透镜包边方法研究

提出了一种基于图像处理的透镜包边方法,根据待包边透镜的特点确定了光路中各参数,由面阵CMOS器件接收透镜反射的十字叉丝像,并通过图像处理的方法计算透镜的中心偏,以此为依据调整透镜位置,达到误差允许范围,然后加工金属外圆,完成包边。对测量系统、电机控制和软件实现作了详细说明,给出了实验结果。实验结果表明,该方法操作简单、测量精度高,可有效减小透镜中心偏。     

二元光学透镜在资源卫星中的应用

使用一种基于二元光学透镜的分光成像及消色差原理的新方法来设计资源卫星的中继光学系统。通过分析二元光学透镜的分光成像原理、消色差原理、衍射效率与阶数和工作波长及设计波长的比之间的关系,又考虑到单独设计制造二元光学透镜的难度,采用折衍混合成像光学系统来拟定资源卫星中继光学系统的设计方案,给出用ZEMAX软件设计的具体结果。设计实例及分析结果表明,包含二元光学透镜的折衍混合成像系统可以很好的实现光谱波段分离,用于资源卫星的光学系统具有一定的适用性。     

自适应模糊控制器在光学透镜抛光中的应用

根据抛光机压力、摆幅和摆角对光学透镜磨抛加工质量的影响程度不同，应用模糊逻辑系统表格查询学习算法，构建了一种二维自适应模糊控制器，为抛光工艺的深入探讨奠定了基础。     

液体透镜在变焦系统中的应用

利用液体透镜进行变焦系统设计可以大幅降低系统的复杂程度,本文介绍和讨论了该项技术的研究和应用现状。首先,基于液体透镜的分类即渐变折射率透镜和变曲率透镜介绍了几种主要液体透镜的原理和特点,给出了具有代表性的ARCTIC透镜系列和Optotune透镜系列的设计参数和优点。然后,对液体透镜技术在变焦系统中的应用进行了分析,描述了其在变焦眼镜、手机相机、内窥镜和显微镜等诸多领域中应用的现状和优势。最后,利用液体透镜设计了一种长焦距变焦系统,该系统可实现2.5倍的可见光变焦。     

GRIN透镜在细径内窥镜中的应用

介绍在细径内窥镜中ＧＲＩＮ透镜的应用原理及其设计方法。     

中心偏误差对非球面透射式光学系统像差的影响

透射式光学系统中透镜中心偏误差的存在,影响了光学系统的共轴性,从而产生了偏心像差,影响了成像质量。非球面透镜的应用可以减少光学系统的像差,越来越被广泛使用。为了研究非球面透镜和球面透镜的中心偏误差带来的系统偏心像差的差异,提出了一种最佳光轴拟合对光学系统中心偏误差分析的方法。结合塞德尔多项式,利用Zemax软件对系统加入失调参量,引出相同中心偏误差对球面和非球面系统像差影响的差异。研究结果表明,非球面透镜的中心偏误差引起的光学系统像差较大。相较于球面透镜,在非球面透镜的加工制造过程中,要更加严格地控制其中心偏误差。     

光学非球面透镜在一些光电仪器中的应用

使用非球面零件能大大简化光电仪器的系统，减小仪器的尺寸和重量，因而它得到越来越广泛的应用，介绍了光学非球面透镜在光盘机等光电仪器中的应用。说明了这些仪器中使用非球面透镜的原因，对透镜像质的要求，以及制造非球面透镜的材料。     

液滴透镜在电场中的变形研究

利用电场作用操控液滴面形获得非球面液滴透镜,并实时检测其光学性能,利用紫外光固化技术使液滴透镜固化得到固体非球面透镜.实验测量了液滴透镜的面形并经过图像处理提取面形轮廓,经多项式拟合得出液滴透镜的面形表达式.比较了不同强度电场作用下的液滴透镜面形,计算了主曲率随电场的变化规律,讨论了液滴透镜在电场中的变形机制;根据透镜面形表达式,采用光线追迹法得出了液滴透镜的焦距随电场的变化规律,结合ZEMAX软件计算了3 550 V时液滴透镜的最大波像差为0.32个波长,Strehl Ratio为0.74,及光学传递函数等参数,计算了所制作的非球面透镜的像差,为低像差非球面透镜的研制提供了依据.     

X光学的重要突破——谈X光透镜

 自从1895年德国科学家伦琴发现X射线,迄今已近百年.在此期间,人们不仅认识到X射线是短波长(10^-2～10²（?）)的电磁波,它是怎样产生的,而且深入研究了它和物质的各种相互作用.在X射线物理发展的同时,X射线得到了广泛的应用.我们无需查阅那些浩如烟海的文献库,就能说出X射线的若干应用:X光诊断、X光治疗、X光分析、X光探伤…….本世纪70年代以前,X光设备有一个明显的弱点,就是X光束无法调控,我们不能改变X光束的传播方向,不能会聚X光,也得不到平行的X光束.     

液滴透镜在电场中的变形研究

利用电场作用操控液滴面形获得非球面液滴透镜,并实时检测其光学性能,利用紫外光固化技术使液滴透镜固化得到固体非球面透镜.实验测量了液滴透镜的面形并经过图像处理提取面形轮廓,经多项式拟合得出液滴透镜的面形表达式.比较了不同强度电场作用下的液滴透镜面形,计算了主曲率随电场的变化规律,讨论了液滴透镜在电场中的变形机制|根据透镜面形表达式,采用光线追迹法得出了液滴透镜的焦距随电场的变化规律,结合ZEMAX软件计算了3 550 V时液滴透镜的最大波像差为0.32个波长,Strehl Ratio为0.74,及光学传递函数等参数,计算了所制作的非球面透镜的像差,为低像差非球面透镜的研制提供了依据.     

折/衍混合单透镜在目镜中的应用研究

以传统凯涅尔目镜为基础，采用ZEMAX软件，设计了衍射面位于目镜系统中不同位置时的折／衍混合目镜系统，所有系统均仅采用最普遍的K9玻璃，设计结果与传统凯涅尔目镜的光学性能进行了分析和比较。结果表明折／衍混合目镜系统在校正目镜的像差，例如像散，垂轴色差、垂轴像差，轴向像差和轴向色差等方面优于传统的凯涅尔目镜，选择合适的衍射面位置，可以同时获得符合要求的畸变，衍射面的引入，极大地减小了系统的重量和尺寸。     

近场光学在高密度存储中的应用

近场光学在高密度存储方面有着很大的潜力 ,使得近场光学存储近年来得到了广泛的关注。近场光学存储具有高密度大容量及可以利用许多已有相关技术等优点 ,预计近场光学存储密度能达到 7Gbit/ cm2 ;它还可以采用硬盘驱动器中的空气悬浮磁头技术和磁光存储中的技术等 ,使近场存储的研究和开发更加迅速。目前 ,近场光学存储主要有三种方案 :探针型方案、超分辨率近场结构、固体浸没透镜方案 ,这三种方案都是通过不同的方法缩小记录光斑来实现高密度的存储。介绍了近场光学存储的原理、研究现状及材料 ,并对三种近场存储方案的实现方法和发展概况作了详细的阐述 ,分析了这三种方案的优缺点     

聚焦毛细管在极紫外平行光管中的应用

采用聚焦毛细管将通用的极紫外光源引出法兰口之外,并控制光束发散角,以匹配平行光管孔径角。分析计算了直接用光源照亮靶盘的情形,光束不能充满有效主镜面上的直径;设计使用聚焦毛细管,使光束充满平行光管孔径角,并对极紫外平行光管有无毛细管两种状态进行测试。测试结果表明,采用聚焦毛细管后,扩大了光束的发散角,并且无毛细管的最大光子计数接近1×105个,加毛细管后最大光子计数能达到1×104个。测试数据说明极紫外聚焦毛细管的传输效率可以达到10%,能够满足极紫外平行光管的各项技术指标要求。     

飞行光学导光系统中的空气热透镜效应

研究了激光加工用大功率ＣＯ２激光束在飞行光学导光系统中传输所产生的空气热透镜效应。实验发现当飞行光学导光系统中的空气静止时将产生空气热透镜效应,而充以一定压力的压缩空气却可以消除空气热透镜效应,实验表明无热透镜效应时,光束遵循高斯光束传输规律,而秀热透镜效应时,光束偏离高斯光束的传输规律,并影响到激光束聚焦焦点的大小和位置。另外通过激光空气热透镜效应的非线性模型计算了热透镜效应所引起的光束传输相对