折/衍混合Petzval光电摄像物镜设计

以传统的5片可见光波段Petzval物镜为基础, 设计了一个折/衍混合的可见光波段Petzval物镜。该物镜的主要光学参数为f'=101.5 mm,F/#＝1.60,HFOV＝6.79°,仅由两种材料、三片元件组成,包含一个二元面和一个非球面,重量只是传统物镜的30%,而且像差特性也有很大改善,系统中心视场的成像质量所对应的空间频率大于20 lp/mm,满足现代摄影和光电摄像的要求。  

中波红外连续变焦光学系统

针对制冷式320×240凝视焦平面阵列探测器,设计了一个中波红外连续变焦光学系统。该系统由变焦物镜系统和二次成像系统构成,包括7片透镜,引入一个非球面,并采用两个反射镜折叠光路。利用变焦系统原理和光学设计软件给出了系统的光学参数和外形结构图,并对其像质和冷反射进行了系统分析。该系统可以实现50~500 mm的连续变焦,工作波段为3.7~4.8 μm,满足100％冷光阑效率。结构紧凑,像质较好,变焦行程短,变焦轨迹平滑。  

长焦距空间三反光学系统的设计

长焦距、小体积是空间光学系统设计研究的热点.本文在三镜反射光学系统的几何光学理论基础上,尝试性进行了小尺寸、大视场、长焦距全反射系统的设计.本文所研究的光学系统三个反射面都是二次曲面,并给出了视场可达到3°,焦距为10m的两种设计结果,最后对两种设计结果进行了比较,得出了相应的结论.对实现长焦距、小体积的可行性进行了初步的探讨.  

三线阵立体测绘相机光学系统设计

三线阵立体相机的光学系统决定了相机的外形尺寸和布局，保证相机的小型化、轻量化及稳定性是十分必要的，针对光学系统设计的指标要求，分析、比较了各种光学系统结构型式，设计了满足测绘要求的像方远心光学系统。设计的光学系统成像质量好，在Nyquist频率77lp/mm时，正视相机全视场的平均传递函数为0.613；前、后视相机全视场的平均传递函数为0.578。装调完成后对光学系统成像质量进行了检测，各相机光学系统传递函数的测试值均在0.451以上，满足对测绘质量的要求。  

液晶背投影电视中蝇眼透镜阵列照明系统的设计

在对液晶背投影电视系统进行分析的基础上对其照明系统进行了设计,设计中采用蝇眼透镜阵列方法来提高照明系统的光能利用率和均匀性,并用Light Tools软件模拟,结果表明这种方法可实现ANSI均匀性+5.07%, -8.61%、光能利用率大于70%,有效的提高了系统整体性能.同时针对实际光源的计算机建模进行了阐述,给出了蝇眼透镜阵列照明系统的设计方法和设计实例.  

长波红外广角地平仪镜头的光学设计

介绍适用于非致冷凝视式焦平面阵列的长波红外(LWIR)广角地平仪镜头的光学设计.其工作波长范围10～16μm,全视场角为135°.采用"负-正-正"型式的反远距像方远心光路镜头结构,仅有三块非球面锗透镜构成.能够很好地解决广角镜头轴外像差校正和像面照度均匀性问题.此镜头结构简单、体积很小、后工作距离大,成像质量接近于衍射极限,在20lp/mm空间频率处的调制传递函数值超过0.6,像高与视场角关系偏离线性的相对误差不超过15%.文中还分析了此镜头的加工和装调公差.  

基于眼模型的数字眼底相机设计

本文基于Gullstrand-Le Grand眼光学模型设计了一个视场角为30°免散瞳手持式的数字眼底相机，在综合考虑人眼本身和外部系统的像差后，实现了全视场200万像素的高清晰眼底成像；引入眼模型辅助设计，解决了人眼自身的色差问题，从而适用于白光照明。同时，为避免角膜中心曲率大的区域反射引入杂散光，专门设计了环形光阑和共轴照明相结合的照明系统。结果显示，该相机系统成像分辨率高于120lp/mm，场曲值小于0.86mm，畸变仅为7.2%，并且具有较大调焦能力，对-10D至7D屈光度人眼普遍适用。  

中波红外两档变焦光学系统

报道了一种用于320×240制冷型探测器的中波红外两档变焦光学系统。该系统采用二次成像、前组透镜轴向移动变焦的光学结构形式。根据探测器类型和实际的使用要求给出了系统的光学参数，并利用光学设计软件对系统的像质进行了的分析。结果表明，该系统可以实现焦距为180/60两档变焦，工作波段为3～5μm，F数为1.96，满足100％冷光阑效率，截止频率16lp/mm处的MTF值大于0.6，结构简单，使用方便，像质好。  

大孔径大视场轻小型星敏感器光学系统

提出了一个大相对孔径、大视场轻小型CCD星敏感器光学系统设计方案,该星敏感器焦距为22.5 mm,F数为1.2,谱段范围470~750 nm,视场角25°。采用双高斯基本型后加一片近乎等晕的正透镜,获得了较大的相对孔径,同时选择高折射率玻璃材料增大视场并降低轴上及轴外光束入射角,高折射率玻璃材料亦能降低高级像差且使系统总长缩短。像质分析表明,此设计方案能够满足使用要求,光学系统总长仅为46.51 mm,满足实际工程轻量化需求。  

用于大气遥感探测的临边成像光谱仪

分析了大气临边成像光谱探测的原理，依据应用要求设计研制了光栅色散型紫外/可见临边成像光谱仪原理样机。该样机采用宽波段折射式消色差前置望远光学系统与改进的Czerny-Turner光谱成像系统匹配的结构形式，工作波段为540~800 nm(一级光谱)和270~400 nm(二级光谱)，通过切换紫外、可见带通滤光片来实现两个波段分别探测，质量为8 kg， 体积为450 mm×250 mm×200 mm。用该样机进行了实验室光谱实验，并对光谱分辨率进行了分析，测量了该样机的实际光谱分辨率。测量结果表明，该样机的实际光谱分辨率为1.3 nm，接近其理论光谱分辨率1.12 nm，满足设计指标1.4 nm的要求，并具有体积小、质量轻等特点，适合空间遥感应用。