折衍射混合复消色差望远物镜中的色球差

一个正透镜、一个负透镜及一个衍射光学元件以不同的组合可以构成两种折衍射混合光学系统.当这两种系统消球差、彗差及复消色差后会产生不同的色球差.通过赛德尔像差理论,分析了这两种结构产生不同色球差的原因.计算表明当衍射光学元件以负透镜的平面为基底时产生的色球差为以正透镜的平面为基底时产生的色球差的7倍.对衍射光学元件以负透镜的平面为基底的情形,提出了减小系统色球差的解决办法,使系统色球差减小到0.307 mm.另外设计了一个传统复消色差光学系统,并和折衍射混合光学系统进行了比较,分析表明,衍射光学元件可代替传统光学系统中的特殊光学材料并使系统达到相同的成像质量.最后讨论了衍射光学元件的衍射效率对系统成像质量的影响.     

一种数码相机定焦镜头的光学系统设计

为适应市场上对结构简洁、成像品质高且生产成本低的数码相机镜头的需要,运用光学设计软件CODE V,在传统数码相机定焦镜头的基础上,结合非球面塑料透镜理论,模拟出了生产成本较低的三片式数码相机定焦镜头。该数码相机镜头结构的特点是：模块仅包括3块透镜;选择塑料镜头代替玻璃/塑料混合镜头或者全玻璃镜头,降低了系统的生产成本;系统的后焦距增大到0.8116mm,能够确保良好的远心光路性能;透镜表面完全采用非球面设计,较好地校正了球差等各种像差,使透镜具有良好的光学成像性能。     

制作替代双棱镜的全息光学元件

制作替代双棱镜的全息光学元件刘成森（辽宁师范大学物理系大连１１６０２２）全息光学元件在很多领域可以代替传统的玻璃光学元件（１），本文提出了一种制作可以代替玻璃双棱镜的全息光学元件的方法．光路如图１所示．其中Ｌ１、Ｌ２是柱透镜，它们将平行光会聚成狭缝状...     

原位成形光学微透镜的聚光性能研究

为解决荧光谱微检测系统中光学微透镜制作的困难,提出一种原位成形微透镜的制作方法,研究该微透镜的聚光性能,利用传统几何光学原理,分别推导出激发微透镜与检测微透镜的光线追迹方程,用该方程计算了2种微透镜的照射点分布几率,画出相应的分布曲线图,讨论了不同形状参数的微透镜对聚光性能的影响。研究结果表明,通过在光学胶中适当掺杂及打磨基底玻璃,可减小接触角,加大微透镜的形状参数,既能坚固透镜与基底间的粘接强度,又能提高微透镜的聚光本领。制作了使用原位成形光学微透镜的荧光谱微检测器,对生物荧光试剂进行了测试。实验结果表明,使用原位成形光学微透镜进行聚光,可使生物荧光谱强度提高4倍以上,通过在光学胶中掺杂以及打磨玻璃的办法,可以提高透镜的聚光本领约1.2倍。     

折衍混合单透镜替代双胶合望远物镜的设计研究

提出了一种用以替代双胶合望远物镜的折衍混合单透镜的设计方法，由于一般望远物镜相对较大、视场较小，故其球差和色关功效大，校正要求高，而与视场有关的像差本身较小。通过分析初级像差，本文研究了折衍混合单透镜的折射器件（基底）选型、初始结构设计及消色差和球差的方法，仅采用一种玻璃材料Ｋ９，设计的折射混合透镜具有与原传统结构相当的色差和降低了约一半的单色像差，能成功地取代传统双胶合物镜；展示了折衍混合结构在     

折射型微透镜列阵的光刻热熔法研究

研究了制作折射型微透镜列阵的一种新方法光刻胶热熔成形法，获得了２０×２０的折射型微透镜列阵，单元微透镜相对口径为Ｆ／２，单元透镜直径为９０μｍ，中心间隔１００μｍ，透镜的波像差小于１．３波长。本文详细阐述了光刻热熔法的基本原理及微透镜设计方法，并讨论了工艺参数对微透镜列阵质量的影响。     

混合复消色差透镜组的设计原理

通过对混合复消色差透镜组的像差分析导其结构参数的求解方程，根据计算机模拟结果发现，二元光学元件以正透镜为基底和以负透镜为基底时单色像差状况大体相当，但以正透镜为基底时色球差要小得多。     

一种测薄透镜光学参量的简便方法（续）

此法适用于图1所示的等凸、等凹、平凸和平凹透镜光学参量的测量．关于等凸、等凹透镜的测量方法，在本刊曾介绍过[1]，本文则给出平凸、平凹透镜光学参量的测量方法．图1四种形状的透镜一、实验装置与测量方法如图2所示，在光具座上依次放上小灯、毛玻璃、有箭头孔的物屏和待测透镜．图2测量装置简图共轴调节后，使待测透镜贴近物屏，然后逐渐远离物屏，直到在物屏上看到清晰的，与物孔等高倒立之实像为止，设此时透镜与物屏间距离为s．在本文中，s是个重要的量，由它可方便地求出透镜各光学参量．下面给出用s表述的透镜焦距f、透镜玻璃折…     

双液体透镜变焦系统的高斯光学分析

液体透镜是一种新的光学元件,它实现了无机械变焦,给变焦系统的设计提出了一种新的概念。使用一种比较少见的口径较大的液体透镜组成变焦系统。对液体透镜的原理进行了介绍,对液体透镜变焦系统的设计方法进行可行性分析,给出了各种设计方案,使用Zemax对变焦系统进行仿真。针对大视场给出使用了前置透镜组的方案,得到了一个视场60,变倍比6.2倍的变焦系统。     

衍/折射光学元件消二级光谱的设计

 采用衍/折射光学元件结合的方法，使用两种玻璃设计了星载用长焦距望远物镜，对其二级光谱进行了校正。具体介绍了衍/折透镜望远透镜消二级光谱方法、步骤。计算机模拟结果表明：校正后的望远物镜轴上位置色差小于0.08mm，满足使用要求，并且设计方法步骤简单。     

折射率、色散变化量与宽谱段傅氏镜二级光谱变化量的分析

介绍了宽谱段傅里叶变换镜头中光学玻璃的折射率、色散变化对系统的成像质量的影响.推导了折射率、色散变化量所引起的光学系统二级光谱的变化量公式.重点讨论了在宽谱段光学系统中，光学玻璃在折射率、色散上的变化量，所造成的胶合薄透镜的二级光谱的变化量.其系数在本文例中达0.28，相当于变化量占理论二级光谱余量的28％，因此在宽谱段系统中的二级光谱余量的变化量不应该被忽略.实例表明光学玻璃的折射率、色散变化量对宽谱段傅里叶变换镜头的成像质量有显著的影响.此外，还考虑了傅里叶变换透镜的波像差问题，其设计值小于1/10波长，采用最优玻璃对组合，可以保证波像差小于1/10波长，完全满足使用要求.     

硫系玻璃在无热化长波红外广角镜头中的应用

设计了一种工作波段为8~12μm、有效焦距为5mm、F数为2、视场角为110°的无热化长波红外广角镜头.根据红外无热化光学设计的基本原理,用了常规红外材料硫化锌、硒化锌和硫系玻璃材料制备的六片镜片,通过合理地分配各个镜片的光焦度以及相互间空气间隔等参量,在全视场角为110°的范围内实现接近衍射极限的成像效果.为了更好地控制系统像差,设计利用了硫系玻璃易于精密模压制备非球面的优点,在两片硫系玻璃镜片上设计了3处非球面.设计结果显示:系统在-40℃~60℃的温度范围内均可实现品质良好的红外成像,光学调制函数全视场内均大于0.4,同时在110°视场角时畸变控制在5%以下;实现了在较大视场角条件下控制红外广角镜头的畸变以及系统无热化等设计要求.该系统体积紧凑、质量较轻,整体设计符合民用红外车载镜头的使用要求.     

梯度折射率纤维透镜玻璃的研究

本文对发散型和聚焦型两种纤维透镜玻璃的配方设计、熔制以及离子交换工艺进行了研究。从玻璃结构观点出发,就离子交换问题进行了讨论,最后给出自聚焦面阵的研制结果。     

Design of liquid-glass achromatic zoom lens

Optical liquids are ideal materials for designing apochromatic lens due to their lower refractive index and higher Abbe numbers than those of the ordinary optical glasses. Based on the Buchdahl dispersion formula, the dispersion coefficient diagram of liquids and glasses is established. The liquid-glass combination lens(LGCL) with small secondary spectrum is obtained by calculating the combination structure with low dispersion liquid and glasses. The initial optical structure of the liquid-glass apochromatic lens(LGAL) can be obtained by replacing two glass lenses in an initial optical system with the LGCL. Using the multi-configuration optimization of ZEMAX, the liquid-glass achromatic zoom lens (LGAZL) can be designed by optimizing the LGAL. The LGAZL has an objective field of view ?63 mm–?57 mm, an image field of view 8 mm, a working distance 240 mm and the zoom range of focal length 75–85 mm. The chromatic aberration and the secondary spectrum of the LGAZL are all less than 3 μm in the whole zoom range.     

Femtosecond Laser Induced Rewritable Optical Memory in Silicate Glasses

A novel method for producing rewritable optical memory with ultra-high storage density and ultra-high recording and readout speed is presented. A 120 fs, 800 nm, 1 kHz laser focused by an objective lens is used to produce recording bits in glass with high transmittance contrast. These recording bits can be erased by heat-treatment. The mechanism has been discussed by means of the absorption and electron spin resonance(ESR) spectra of silicate glasses before and after irradiation by the laser. The absorption of glasses increases greatly after irradiation because of color-center generation through multi-photon absorption. ESR spectra shows that the color-center induced in the glass are hole-trapped defects. The color-center disappears when the glass heated because the holes and electrons at traps are released by thermal stimulation and recombine again.     

Femtosecond Laser Induced Rewritable Optical Memory in Silicate Glasses

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｍｕｌｔｉｍｅｄｉａａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｓ,ｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｄａｔａｓｔｏｒａｇｅｉｓｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｒａｐｉｄｌｙ .Ｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ,ｉｎｔｅｎｓｅｒｅｓｅａｒｃｈａｃｔｉｖｉｔｉｅｓａｒｅｕｎｄｅｒｔａｋｉｎｇａｌｌｏｖｅｒｔｈｅｗｏｒｌｄｔｏｆｉｎｄａｌｔｅｒｎａｔｅｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｒｅｃｏｒｄｉｎｇｍｅｄｉａｔｏｍｅｅｔｔｈｅｎｅｅｄｏｆｄａｔ…     

低畸变宽工作距机器视觉镜头光学设计

机器视觉镜头参数要求有别于其他镜头,为了保证测量精度,要求镜头的光学畸变很小甚至接近零,有的工作场合还要求有很宽的工作距等。设计一种机器视觉镜头,使用8枚球面镜片,采用固定后组,移动前组的调焦结构,实现了在空间频率120 lp/mm处,工作距从无穷远到超近摄0.1 m时,镜头畸变小于0.1%,MTF全视场大于0.4的性能要求。光学系统后组使用了两枚镜片,与后组只有一枚镜片的架构不同,不仅提升了光学性能,还有利于系统的平衡及稳定。整个光学系统没有非球面,也没有高折射率或高阿贝数的特殊玻璃,均为常见的冕牌玻璃和火石玻璃,降低了镜头成本,镜片加工及组装公差范围内量产优良率达90%以上。该镜头光学系统可广泛应用于机器视觉尤其是智能机器视觉行业。     

Hybrid lens with corrected sphero-chromatic aberration

An optical imaging element is considered, which consists of a plano-convex spherical glass lens and a holographic lens recorded on the flat surface. Such a ‘hybrid lens’ enables one simultaneously to correct spherical aberration and longitudinal chromatism for two given wavelengths. The imaging quality of such an achromatic lens of focal length f = 100 mm and relative aperture 1:10 is evaluated by the ray tracing method. The results ensure that the performance of such a hybrid lens is acceptable for field angles as high as 5:100.     

Removal of ghost images by using tilted element optical systems with polynomial surfaces for aberration compensation

A novel solution to problematic ghost images is implemented by using tilted lens elements with polynomial surfaces. Tilting the lens surfaces sends reflections out of the imaging path. The nonrotationally symmetric polynomial surfaces correct aberrations caused by tilts. The complex lens surfaces are fabricated by using gray-scale lithographic patterning of hybrid solgel glass.     

Thermodynamic glass transition in finite dimensions

Using an effective potential method, a replica formulism is set up for describing supercooled liquids near their glass transition. The resulting potential is equivalent to that for an Ising spin glass in a magnetic field. Results taken from the droplet picture of spin glasses are then used to provide an explanation of the main features of fragile glasses.