红外OTF标准镜头研究

光学传递函数（ＯＴＥ）标准镜头的研制是ＯＴＥ测定仪标定中必不可少的环节。通过对红外ＯＴＦ标准镜头的设计、加工、标定等内容的介绍，表明所研的标准镜头理论设计值与实际测量值基本一致，达到了设计指标要求，可作为红外ＯＴＦ量传标准器具。     

一种标定显微镜镜头畸变的方法

提出了一种标定光学显微镜图像失真的方法, 该方法利用一块高精度的光栅作为参考, 用显微镜拍摄光栅作为变形栅, 使用加窗傅里叶几何相位分析法求解光栅形变, 得到显微镜镜头畸变场. 仿真结果表明了该方法的可行性. 最后对KEYENCE VHX-1000型数码显微镜放大100~500倍时的镜头畸变进行了标定.     

多点光子多普勒测速光纤阵列耦合系统设计北大核心CSCD

设计了一种基于鱼眼镜头的高效率光纤阵列耦合系统,并将其应用于多点光子多普勒测速仪,可以在爆轰物理、冲击波物理和强激光等众多领域中开展多点测速。为满足大范围的空间光进行聚焦,设计了一款视场角为120°的大视场高分辨率低畸变的鱼眼镜头,再将光纤端面整体抛光8°角度进行阵列排布后与鱼眼镜头耦合,通过采用高精度机械零件及定心装调进行准确定位,使光纤阵列的中心与鱼眼镜头焦面重合,实现鱼眼镜头与光纤阵列的精密机械耦合。最后对所涉及的光纤机械耦合型鱼眼镜头组件的回波损耗进行了实际测量和讨论,经过验证该组件的37根光纤束每根的回波损耗大于55dB,符合设计指标要求。     

球幕投影数字鱼眼镜头的光学设计

采用非相似成像原理,利用Zemax光学软件设计了一款适用于1-60 cm(0.63英寸)3LCD数字投影机的球幕投影数字鱼眼镜头。镜头结构是一种反远距型光学结构,由5组6片球面透镜组成,具有结构简单、易加工等特点。镜头全视场角为180,焦距为3.28 mm,相对孔径为1/1.9,后工作距离为35.8 mm,光学总长为196 mm。镜头具有较高的成像质量,在50 lp/mm处,各个视场的MTF值均大于0.4,最大垂轴色差为4.5 m,全视场的F-theta畸变绝对值小于3%,最大视场的像面相对照度达到96.27%。     

相对孔径为1∶1镜头的光学系统设计

介绍一种相对孔径为1:1的光谱摄像镜头。利用非球面光学表面将复杂化的Petzval型结构形式改进为3片结构,其主要光学参数f′=120mm，F=1，τ≥90%，系统MTF=0.85时的成像质量所对应的空间频率大于20lp/mm。结合非球面加工工程化研究需要对该镜头的结构进行优化，给出了多种像差曲线及MTF数据，并对未来可进行的进一步改进进行了探讨。     

基于ZEMAX的大视场投影镜头设计

针对大视场投影镜头的设计问题,利用ZEMAX光学设计软件,通过各种操作数对镜头的基本参数和外形尺寸进行限制,并利用镜头架构的方式进行优化及大视场投影镜头的设计。其主要光学参量为:焦距为13.6 mm,全视场角为60°,相对孔径为1/1.6。设计结果表明:镜头的最大畸变量绝对值小于3% ,最大场曲小于0.06 mm,全视场MTF值在空间频率50 lp/mm时高于0.6,基本达到衍射极限。该镜头由10片球面镜组成,光学系统结构紧凑、易加工。     

舰载光电设备的三防设计

防湿热、防霉菌、防盐雾的三防设计是舰载光电设备设计的重要任务之一。针对舰载光电设备的三防问题展开研究,对光学镜头、机械结构和电子组件分别进行了相应的三防设计,具体包括材料的应用、结构形式的优化及防护工艺的合理选择等措施,所采取的三防设计和措施在恶劣的海洋环境下进行了多年的实践验证,结果表明:所采取的设计方法和措施能够保证舰载光电设备具有良好的三防性能,可以在恶劣的海洋环境下长期稳定工作。     

航空变焦距镜头被动消热设计

为减小温度对航空变焦距镜头成像质量的影响,设计了一种基于差动原理的被动消热结构。通过NXNastran有限元分析软件对变焦镜头在高温和低温两种工况下进行了热分析,利用消热原理及分析数据对变焦镜头4个组件进行了消热设计。对消热设计前、后的变焦镜头进行了消热结构耦合分析,分析结果表明变焦镜头经过消热设计后最大热变形量减小了0.03mm。利用泽尼克系数作为数据接口,将获得的热结构分析结果作为光学分析软件Code V输入,仿真出了消热设计前、后变焦镜头在+55℃时的光学传递函数曲线。和镜头设计传递函数值相比,消热设计前镜头在78lp/mm处传递函数值减小约0.2,传递函数值下降了50%,而消热设计后镜头传递函数值基本保持不变。仿真结果证实了消热设计的有效性。最后通过实验验证了仿真结果的正确性。     

适于逆光条件的消鬼像镜头光学设计与实验验证

鬼像是逆光照明下影响光学镜头成像清晰度、对比度的主要原因,为减少其影响,研究典型匹兹万镜头的消鬼像问题。运用近轴矩阵光学理论,详细分析讨论匹兹万镜头的鬼像特性,给出抑制方法。根据使用要求,优化设计和研制了消鬼像光学镜头,像质评价结果表明鬼像能量低且分布均匀,具有接近衍射极限的成像性能。逆光照明下的成像结果表明,研制的镜头具有优异的鬼像抑制性能,验证了设计和分析的正确性。给出的鬼像抑制方法可用于其他光学系统。     

大工作面F-Theta镜头的光学设计

目前国内用于激光标刻机的F-Theta镜头的工作面积一般不超过φ420mm.国外虽有面积较大的F-Theta镜头,但结构复杂。通过初级像差分析,确定了镜头的初始结构参量,利用光学设计软件优化得到了工作面积为φ680mm的F-Theta镜头,它由四片两种普通玻璃球面透镜构成,光学筒长不到100mm,具有结构简单紧凑,聚焦性能接近衍射极限、线性畸变小的优点,满足大工作面打标的使用要求。