镜头自动设计的进展(Ⅰ)

现在可以说镜头自动设计已经走过了研究阶段,并且有了相当的基础.几乎所有的光学公司在日常的透镜设计工作中已广泛使用自动设计的方法。虽然也发表了不少有关镜头自动设计的文章,但这些未必适用于了解目前技术发展水平的现状。在本文中我们打算概述自动透镜设计的现状,并强调有关实用的方面,同时也联系到我们公司的研究工作。在本文中首先着重说明镜头设计的过程以及自动设计的必要性。然后概述自动设计的基本概念和镜头性能最佳化的各种数学方法以及边界条件的处理方法,论述与起始点有关的问题。     

初中学生实验“萘的熔解和凝固”的教学

“萘的熔解和凝固”这一实验,要求学生做完实验后,根据实验数据在坐标纸上画出萘在加热和冷却过程中它的温度随时间而变化的曲线,并利用图线来观察萘在熔解和凝固前后温度的变化规律。这是中学物理实验中第一次用图线法来处理实验数据,为了让学生学习这种方法,我们必须花气力指导学生做好这个实验。一、认真分析并掌握做好实验的关键,对实验装置和要求作适当的改进     

镜头自动设计的进展(Ⅱ)

在前一部分中,我们已经概括地叙述了透镜自动设计的理论及方法。在这第二部分中,再就我们在改善自动设计程序的效率方面所作的种种赏试作一评述。首先,我们从各种各样的方法中,选择阻尼最小二乘法(简称为D.L.S法)这样一种数学方法並给出其实验结果。在这个实验中,我们采用只有两个变数的一个比较简单的透镜,对各种方法进行了比较。阻尼最小二乘法(D.L.S法)程序的效果在很大程度上取决于如何控制和使用好阻尼因子。在第二个实验中,我们探讨了控制阻尼因子的最佳方法。在探讨实际的自动设计程序时,如何处理边界条件是存在着许多的困难。最为困难的是不但不要对变数以过多的约束而且又要不破坏边界条件,此外还要尽可能地节省计算时间。     

一种可用于人眼像差哈特曼-夏克测量仪的自动离焦补偿方法

针对目前人眼像差哈特曼-夏克测量仪不能自动补偿人眼离焦的不足,通过分析不同调焦状态下连续采集的哈特曼-夏克光斑图像序列,构造了离焦补偿评价函数,在现有像差测量仪平台上实现了人眼像差自动离焦补偿。算法根据调焦过程中哈特曼-夏克光斑的形态变化,定义了通过光斑图像评估离焦补偿结果的评价标准,并依据评价函数确定最佳光斑图像对应的离焦补偿量,从而确保哈特曼-夏克波前传感器能准确测得离焦补偿后剩余的人眼像差。实验结果表明,本方法对杂散光噪声具有较强的稳健性,可以准确实现调焦系统的自动离焦补偿,为后续像差测量仪精密测量人眼高阶像差提供了十分重要的方法。     

等离子体约束时间测量仪

一、前 言 等离子体约束时间的测量几乎是所有受控热核反应装置上都必须进行的实验内容。但目前测量粒子约束时间的方法一般是先用示波器拍摄出等离子体的衰减曲线,然后再由衰减曲线计算出粒子约束时间。这种方法在实验过程中不能很快得到等离子体的粒子约束时间,而且精确度不高,也比较麻烦。 我们经过不断研究和实验,找出了一种能自动显示等离子体粒子约束时间的方法,与打     

物理实验的准备、实施、报告与数据处理

一、准备实验前,首先要弄清楚实验的主题.通过教科书和参考书,明确用什么样的方法测量,要测定什么物理量等.与此同时,对实验中使用的装置和仪器等都必须充分地理解.实验完成后,还要求提出所做实验的实验报告.为了写好实验报告,必须准备实验笔记.把实验的测定值和实验中测定条件记录在笔记的左页上,计算过程和实验当中的体会要详细记录在笔记的右页上.最后,在右边的页上还     

基于倾斜刃边法航空相机像移的调制传递函数测量

由于航空相机拍照时存在像移,会导致成像质量下降,因此在航空相机中必须有像移补偿机构。目前一般采用主观判据,即通过人眼判别是否存在像移以及像移量的大小,来评价像移补偿系统的性能是否达到设计要求。主观判据受人的主观性影响较大,而且只能定性评价。为了建立航空相机成像质量与像移补偿系统其他指标之间的直接关系,提出使用倾斜刃边法测量航空相机像移的调制传递函数(MTF)。设计了相应的实验,实验中通过转台的转动模拟航空相机的扫描像移,分别通过倾斜刃边法测量像移的MTF和通过理论模型计算像移的MTF。实验结果表明,在空间频率为0.10cycle/pixel时,转台以3、5、8°/s转动时,两种方法得到的MTF之间的误差百分比分别为0.77%、1.15%、4.91%,进而证明了该方法的有效性。     

应用于等离子体环境的反射镜损耗的实时测量

设计并搭建了一套反射镜损耗增量的实时测量系统,实验得到反射镜损耗变化曲线。结果表明,该系统能有效地监测反射镜损耗在等离子体环境中变化的过程,并揭示损耗变化规律,并发现实际损耗增量和与等离子体作用后的自然放置时间密切相关;改变放电电流和腔体气压,损耗增量幅度明显不同。测量结果为等离子体作用下反射镜损耗变化机理的研究提供了实验依据。     

应用光学—光学系统设计指南——第十八章 成象系统:分析和评价

18.5 系统评价和最佳化系统评价是系统分析中的重要步骤,在本节讨论中,我们将成象系统视做一个信道,评价其性能。我们主要集中讨论线性技术并假定它是适用的。 18.5.1 系统质量标准     

椭偏光学显微成像系统聚焦评价函数的研究

自动聚焦技术在椭偏光学显微成像系统中是一项关键的技术。利用几种常用聚焦评价函数作为研究手段研究了这一过程。实验中采用硅基底表面人血纤维蛋白膜层和多元蛋白质芯片样品作为研究对象,研究了几种函数在自动聚焦过程中函数值的变化,以及噪音、样品区域选择对聚焦效果的影响。实验验证托普拉斯评价函数和Sobel评价函数可以满足系统的要求;采用多幅图像平均的方法可以有效降低噪音．当平均次数达到9次以上．系统噪音的影响就可以被降至有效评价的程度;沿同一锐边,选择不同的调焦区域．对聚焦过程基本没有影响;利用评价函数在实验中确定了倾斜平面成像的最佳聚焦平面,并与理论像平面吻合。实验证明利用聚焦评价函数可以成功实现自动聚焦技术在椭偏光学显微成像系统中的应用。     

定时记位小车

中学物理教学大纲(修订草案)规定高中一年级学生要做六个实验,其中有两个实验——验证匀加速运动的路程公式和验证牛顿第二定律,许多学校由于没有节拍器和停表,感到做起来有很多困难。为了帮助教师们克服这个困难,我们试制了一种小车,它能够隔一定时间自动地把自己的位置记录下来。因此,我们把它叫做“定时记位小车”。有了这个小车,做上述的两个实验时,就不需要节拍器或停表了,     

膜系优化设计中的模糊输入及评价函数的改进

为建立更为合理科学的目标光谱函数,从而改进膜系的自动设计,在进行理想光谱曲线输入时,对光谱反射比或透射比要求不严格的波段不进行精确输入,只输入一个区间范围;要求严格匹配的波段,按点输入准确值。同时,评价函数的构造根据波段要求的严格与否做不同的变形。采用改进以后的方法设计的膜系与原来的膜系相比,层次减少,而且设计时间缩短。采用模糊输入法,对评价函数的构造做相应的变形,可以改进膜系的自动设计。     

非球面零检验的Dall补偿器设计

根据三级像差理论,推导Dall补偿器在检验光路中几种形式下的初始结构参数计算公式。讨论计算机最佳化设计方法并给出设计实例。     

非球面零检验的Offner补偿器设计

根据三级像差理论,推导Offner补偿器在检验光路中儿种形式下的初始结构参数数计算公式,讨论计算机最佳化设计方法,并给出设计实例。     

镜头自动设计的进展(Ⅳ)——从实际观点的展望

在以前的报告中没有被讨论的若干技术问题和最新成果都在这个最后的报告中加以讨论。在许多用于透镜设计的最后阶段的精确的评价函数中,Grey的评价函数以其独的特点引人注目。概况说明他的评价函数的结构和特点。最近,随着最佳化技术被广泛的使用,在设计过程中考虑透镜的制造成本就显得越发重要了。对于与这点有关的两个问题进行讨论。     

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。     

牛頓第二定律演示实驗的改进

现行高一物理课本中关于“牛顿第二定律”的教学是从演示实验出发,根据实验结果归纳出这条定律的。这个实验是要定量地研究力、质量和加速度三者之间的关系,其中加速度可以根据初速度为零的匀加速度的路程公式(S=at~2/2,α=2s/t~2)而求得。所以,在实验过程中应该测定的物理量是力、质量、路程和时间。这些物理量要很准确地测定出来。必须分析一下这个实验装置。一般说来,牛顿第二定律的实验装置应该具备下列两个主要组成部分: 第一是运动系统,它的作用是使物体作匀     

基于遗传算法的集成光子器件对准

设计了一种基于遗传算法的集成光子器件自动对准方法.该算法克服了对准搜索中的早熟现象,改善了简单遗传算法搜索后期收敛速度慢的缺陷.仿真实验表明,在平面光波导与单模光纤自动对准过程中,该改进的遗传算法平均检测207个空间点时达到了0.01 dB的对准功率损耗.     

Rs标准测量系统的研究及其误差讨论

本文主要介绍了按照目前国际上制定的超导薄膜表面阻抗Rs标准测量方案（IEC／TC90）设计并制造的Rs标准测量系统，对实验过程中系统的细节作了改进，测试精度及可靠性作了分析，实验及结果证明该标准的可行性，同时说明了我们的测试系统符合国际超导薄膜表面阻抗Rs标准 测量的要求。     

连续变焦光学系统的像差自动设计

为了避免连续变焦光学系统中,各组元像差自动设计对设计者经验要求高、计算复杂且计算量大的难点,提出了一种利用差值线性方程组进行像差自动设计的方法,并用此方法设计了一套可见光波段连续变焦光学系统。利用高斯光学计算理想近轴系统的结构参数;利用差值线性方程组进行系统像差自动设计,使系统的初级像差系数SI、SII与SIII在各焦距位置处近似相等;基于像差自动设计结果计算光学系统的初始结构参数;利用Zemax自动设计软件进行像差校正平衡。优化结果表明:系统可实现20~300 mm的连续变焦,且在截止频率50 lp/mm处,各焦距位置各视场的传递函数(MTF)均大于0.4。因此,应用差值线性方程组法进行像差自动设计,可以简化计算,减少对设计者经验的依赖,并且能够取得良好的像质。