鱼眼镜头的光路追迹

鱼眼镜头的视场角高达180或超过180°，运用通常的光路计算程序无法对鱼眼镜头进行光路追迹。本文介绍先借用尝试光线确定一个适当的起始点，然后用迭代法计算出主光线和边缘光线的位置，最后给出计算实例。     

多层“台阶”近似方法中层数与计算误差的关系

多层"台阶"近似方法是将平板波导中折射率随厚度变化的曲线近似地用N层台阶形的折线来代替,使每一个小区域内折射率成为常数,由此得到电磁场分布和传播常数.本文从理论上给出了层数N与计算精度之间的关系.推导出在分割成N层和2N层两种近似下的计算值精度的改进.本文结果适用于任何渐变折射率平板光波导.     

镜头畸变及其校正技术

根据镜头畸变的数学模型,利用平面圆形网格模板的网格交点来求取镜头的径向、切向和薄棱镜畸变系数。利用网格交点及其附近的像素点信息,来拟合解析曲面并将所求曲面顶点坐标作为网格交点坐标,使像素位置坐标达到亚像素精度,事先求出镜头畸变系数,并在实际测量中对成像点加以校正的方法,可在不影响处理速度的前提下,提高了求解精度。     

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。     

具有超低反射率的折射率渐变封装结构

采用电感耦合等离子体增强化学气相沉积(ICP-PECVD)技术,在室温下制备了具有折射率渐变特性的SiO_2材料,并对制备工艺与SiO_2材料光学特性之间的关联性进行研究。结合椭圆偏振光谱仪拟合得到的结果,对基于折射率渐变SiO_2材料膜系封装的钙钛矿电池表面的抗反射特性进行模拟后发现,其抗反射特性优异,在550 nm处反射率可低至0.5%。本研究为兼顾光学特性的低温钙钛矿电池封装提供了一种可参考的技术方案。     

一种基于结构光条纹投影的微小物体测量系统

为了通过结构光投影的方法测量微小物体,构建了一套微小物体三维形貌测量系统,视场范围可达1.8 cm×1.6 cm。这套测量系统利用了Light Crafter 4500数字投影组件的高速投影、立体显微镜的低畸变缩放、远心镜头的大景深与低畸变成像的特性。先利用立体显微镜对Light Crafter 4500投影的相移条纹图进行低畸变缩小,再投影到待测物体表面,采用配有远心镜头的相机同步记录受到物体表面形貌调制而发生形变的条纹,利用三步相移法计算出条纹对应的截断相位图,再根据可靠路径跟踪相位展开算法求取连续的相位分布,重建被测物体的三维表面形貌。实验成功重建了以BGA芯片为代表的微小物体表面三维形貌。实验结果表明,系统测量精度达到11 μm,系统的有效深度测量范围为700 μm。     

球幕鱼眼镜头及其点列图计算

本文讨论了视场等于180度的球幕鱼眼镜头的光学设计问题。介绍了它的应用和成象原理。球幕直径为24米。依据象差渐晕理论,追迹了一系列子午和弧矢光线以及空间光线从而可以绘制点列图。通过实例给出了有关象质信息。     

微光夜视鱼眼镜头的研究与设计

为了满足在夜晚低照度环境下对鱼眼镜头的需求,利用ZEMAX光学软件设计出了一款适用于2 inch微光夜视相机的微光夜视鱼眼镜头。该结构包含窗口透镜,共由7组10片透镜组成,其中除窗口外,其余全部为光学玻璃,而且选用的玻璃材料均为常用、性能良好、价格便宜的牌号。有效焦距为9.5 mm,相对孔径为1/1.8,视场角为170°,像高为21mm,光学系统总长为90 mm,最大口径为56 mm,后工作距离为10.4 mm。在分辨率46 lp/mm处,全视场范围内的MTF值均大于0.36,全视场f-θ畸变量的绝对值小于30%,场曲小于0.15 mm,镜头有较好的成像质量。     

红外镜头的光机热集成分析研究

 为了使红外镜头能够在宽的温度范围内工作,在红外光学系统的设计时就要充分考虑热对光学性能的影响,并要进行光机热集成分析。论述了光机热集成分析方法及流程,并设计了一个焦距f=200 mm的冷光栏匹配的宽工作温度的红外镜头。建立了红外镜头的有限元模型并进行了热力学分析,对分析的镜面变形结果数据进行了处理,得到各镜片间隔和面形变化,代入光学软件得到了热环境对光学成像质量的影响。分析结果表明,对于-40℃~+60℃红外镜头的各个视场,16线对的调制传递函数都大于0.5,具有良好像质。所设计的红外镜头结构简单可行,能够满足设计要求。