非致冷离轴三反光学系统研究

通过对非致冷离轴三反光学系统的结构和像差特性进行研究,在光学系统适当的位置引入了自由曲面,设计了焦距为300mm,F数为2,视场为12mm×16mm的非致冷离轴三反光学系统。该光学系统在空间频率为20lp/mm处调制传递函数值均大于0.45。与以往的离轴三反光学系统相比,该系统主光线在系统内相交三次,实现了更加紧密的系统结构,减小遥感器的体积,提升成像质量。     

多路分光星载激光雷达接收光学系统设计

设计了大口径星载激光雷达望远接收光学系统.采用离轴三反作为望远物镜,其初始结构通过计算获得,有效焦距为1000 mm,F数为1,离轴优化后各视场点列图RMS半径最大仅为18.691μm,符合设计要求.基于叶绿素获取等多种应用的需求,设计其后的准直系统焦距为50 mm,光束口径为48 mm,经由7路分光光路接收并分别成像于各自的单元探测器上.每支光路焦面接收的光斑均不超过93.992μm,小于单元探测器的接收面元1 mm×1 mm,具有较好的光能接收率.整套光学系统三维尺寸为1000 mm×1150 mm×1300 mm,其布局合理,空间利用率高,对星载激光雷达的研制具有一定的参考价值.     

“日盲”紫外信号目标模拟器光学系统设计

"日盲"紫外探测系统由于工作在日盲区,具有独特的探测优势,在民用和军事领域都得到了广泛的关注和应用。完成了"日盲"紫外信号目标模拟器光学系统的研究和优化设计。基于"日盲"紫外光谱特性,研究目标模拟器的设计的工作原理和设计方法,给出了"日盲"紫外信号目标模拟器的光学系统设计和像差评价。设计完成了一款焦距500mm、相对孔径1/10、波段0.24μm~0.28μm、视场角2°的"日盲"紫外信号目标模拟器系统。系统共采用了4片球面透镜,由两种紫外光学材料组成,光学系统总长540mm,光学传递函数在37lp/mm时大于0.7,畸变小于0.005%,具有成像质量好、结构简单紧凑的优点和很高的应用价值。     

致冷型二次成像离轴三反射镜光学系统设计

研究并设计了一种适合于致冷成像的离轴三反射镜光学系统.设计了二次成像的反射系统结构,将冷光阑作为系统的孔径光阑,得到100%的冷光阑效率,第二和第三反射镜将孔径光阑成像在第一反射镜的位置,有效地减小了第一反射镜的口径.通过调整每个反射镜的偏心与倾斜,实现系统的无遮拦,使用高次非球面校正像差,保证了系统的成像质量.设计的致冷型红外系统工作波段为3~5μm,焦距为500mm,F数为2,视场为10°×0.5°.该系统各视场的调制传递函数在奈奎斯特频率处(20lp/mm)都在0.5以上,并具有紧凑的结构.     

小视场红外探头标定用离轴反射式平行光管设计

基于红外探头视场的标定原理和技术,设计了一种技术指标为焦距f=800mm、有效口径D=160mm、工作波段14～16μm、视场0.1°、准直精度30"的平行光管,光管采用离轴反射式系统,该系统由离轴抛物面反射镜和平面反射镜组成,其具有传输能量大、无色差、中心无遮拦的特点。设计结果表明,成像质量良好,满足系统的技术要求。     

浅谈紫外光通信的军事应用

众所周知,太阳光谱中的紫外光在大气层中传输由于受到大气臭氧层的强烈吸收,形成了紫外光"日盲区",所以在大气层中的自然紫外光几乎不存在.同样,人造紫外光在大气层传输距离就会被限制在一个较小的范围.正是由于这个特征构成了短距离的紫外光军用通信系统.紫外光通信是一种新颖的无线通信技术,它可作为常规通信手段的补充,它在军事上的应用有着广宽的前景.本文介绍紫外光通信的通信原理、工作模式和特点,讨论紫外光通信在未来信息化战争中的军事意义.     

电子内窥镜光学系统设计

内窥镜观察范围大,并且观察系统多与手术器械相配合,具有广角长工作距的特点,因此物镜采用非对称反远距结构。设计的光学系统采用尺寸为3.30mm×2.95mm CCD接收成像,像元大小为3.275μm,实现了短焦距（1.7mm）、细径化（Φ=5.5mm）、大视场（100°）、长工作距（50mm）的光学特性。由于该系统为大视场光学系统,会有较大畸变,针对反远距物镜分析了其结构特点和像差特性,通过计算得出系统各个参数,并合理的引用非球面,达到了提高系统成像质量并且降低系统畸变的目的,利用ZEMAX光学设计软件给出了设计实例,并已经应用到实际生产中。     

长焦距离轴三反射式光学系统设计

介绍了一种长焦距离轴三反射式光学系统的设计过程。在同轴三反射式光学系统基础上,将第一面镜设置成光阑,通过对其适当的离轴、倾斜,实现无中心遮拦的离轴反射式光学系统设计。给出了同轴系统初始结构的求解方程,分析了同轴系统存在的问题。以一个长焦距离轴三反射式光学系统作为设计实例,通过镜面离轴、倾斜和优化,得到了成像质量良好的设计结果。     

折射式红外变焦光学系统内部杂光分析

针对折射式红外变焦光学系统内部的杂散辐射,设计了焦距240-60mm、系统F/#为4、视场11.96°-2.84°、工作波段为3.7-4.8μm的制冷型中波红外变焦光学系统。该系统为二次成像结构,并且有100%的冷光阑效率。利用杂散光分析软件Light Tools,建立光学机械结构模型并判断出关键表面,分析得到探测器像面接受的热辐射,根据信噪比推断出目标的最小辐亮度。采用光路倒置的方式分析光路中各光学表面产生的冷反射大小,分析了光学系统在不同焦距时的冷反射效应,结果表明该光学系统具有较好冷反射抑制效果。     

基于DMD的红外双波段景象投影光学系统设计

描述了基于数字微镜器件(DMD)的动态红外景象投影系统的基本原理,设计了一种准直投影光学系统.此光学系统采用透射式,工作在(3~5)μm和(8~12)μm双红外波段,焦距为480 mm,相对孔径为1∶3.2,半视场角为1.3°,入瞳距为240 mm.最后对设计结果进行了分析,给出系统的调制传递函数曲线,表明光学系统的像质满足使用要求.     

紫外告警光接收机设计

随着光电技术的不断发展,光电技术在民用和军用领域应用越来越多,对光的应用也不仅限于可见光范围,正不断地向光谱的两端扩展。各种红外和紫外设备已经得到广泛应用。相比于红外波段的应用,紫外波段应用起步较晚,但发展迅速,凭借其特有的优点,在军事领域尤为重视。紫外告警技术就是在导弹预警中的应用,具有广阔的前景和重要意义。本文对紫外光信号检测和信号处理技术进行了深入分析和研究,设计了紫外告警光接收机,并对接收机系统噪声进行了详细分析。仿真和实验表明,本文设计的紫外告警光接收机具有精度高、稳定可靠的特点,对紫外告警技术的发展具有积极作用。     

基于混沌保密的一种光纤通信方式

混沌电子电路的实验表明了利用混沌做载波进行通信的可行性，提出了一个利用混沌做载波进行通信的光纤通信系统，并做了试验，采用掺饵光纤环路激光器产生波长为1．53μm的混沌激光，混沌载波中载有10MHz的信息，传输到接收系统，信息从混沌中得到恢复，因此混沌激光可用于高带宽的保密通信中。     

空间光通信捕获与跟踪技术

空间光通信系统中,要在收信端与发信端之间快速建立通信链路,并在通信过程中维持链路的稳定与可靠,捕获,跟踪与对准技术——ATP(AcquisitionTrackingandPointing)技术至关重要。通过焦平面探测器阵列CCD(Charge-CoupledDevice)采集光学信号的图像,利用灰度直方图的性质推导出捕获判决条件,采用光电图象处理算法进行图像的二值化处理,根据质心公式计算光信号的空间坐标,得到的结果作为控制参数,再由控制装置进行收发双方的对准,并通过实验验证了捕获与跟踪的原理,实现了信标光的捕获与跟踪。     

依托EDA技术的光接收模块的研制

依靠电子设计自动化（EDA）技术和软件工具Protel98,借助Internet网上丰富的信息资源,研制了光纤通信系统的重要部件－－光接收模块,经实验检测,各项技术指标达到了光纤通信的实用要求。     

数字基带直传在光纤通信中的实现

利用光纤通信系统原理综合实验箱，可有效实现一个基本的数字电话基带直传，描述了该实验的工作原理及具体实现。在短距离传输的基带直传方式中，要增加单模光纤的带宽，应采用1B2B的CMI码，这样信道编码的误码增值几乎为零，大大提高信噪比，改善传输质量。并在此基础上讨论及分析了一般光纤通信系统的运作原理及其技术特点。     

大气湍流下无线光通信信道性能研究

无线光通信中大气湍流导致光信号在传输中产生光强起伏等现象,其影响成为无线光通信普及的一大障碍．基于大气湍流不同光强起伏信道模型,分别建立了弱、中及强湍流信道的中断概率与平均信道容量数学统计模型,研究了大气折射率结构常数和传输距离对湍流信道可靠性的影响．仿真结果表明,归一化闽值信噪比和通信距离的增加导致通信系统性能劣化．平均信道容量随着湍流强度的增大而降低,且随着接收机平均电信噪比增大,弱湍流下的信道容量增长速度明显大于强湍流．     

采用EDFA的空间光通信系统模型

介绍了空间光通信系统的基本结构,并根据长距离星间链接的特点,提出一种采用EDFA技术的光发射机和光接收机模型,以实现大功率激光输出和接收机的高灵敏度。提出一个622 Mb/s系统的功率预算方案,通过分析,证明该方案是能够实现的。     

激光通信自适应带宽抑制抖动噪声方案研究

在卫星光通信系统中,星载平台的抖动使发射和接收卫星在相互瞄准时产生抖动偏差,从而使接收到的信号功率下降,信噪比降低,误码率增加。尤其是高幅抖动,虽持续时间很短,但对误码率的影响很大。针对这一问题,分析了激光星际链路的抖动模型、信号模型和性能参数模型,并在此基础上,提出了一种自适应的解决方案:根据抖动幅度自适应地调节系统带宽,以保持系统较低的误码率。