机械振动对光学系统指向精度的影响

针对机械振动对光学系统性能影响的预测问题，基于矩阵光学和机械振动学理论，建立了振动响应对光学系统性能失调和光束稳定性的分析模型，并以某光学系统为例，给出了数值仿真方法。数值结果表明，仿真模型是合理的，可用于预测评价光学平台机械结构设计的优劣。     

平面衍射光栅分辨率、杂散光测试仪的设计

文章简要说明了测定衍射光栅分辨率、杂散光的意义和测定分辨率、杂散光的方法。从光学系统的象差考虑，确定了测试仪器的总体布局；计算了仪器主体光学系统的若干参数，给出了仪器的技术指标。     

内调焦望远镜的光学系统设计

本文介绍内调焦望远镜的光学结构特点，光学设计中在保证光学系统像差校正的条件下如何降低成本，以及光学系统设计方法，并列出较佳光学结构参数、像差等数据。     

中型热扎圆钢直径在线检测仪光学系统研究分析

本文提出了一种中型热轧圆钢直径在线检测仪的光学系统。分析了光路结构和测量原理。用理论和实验证明了热钢检测中孔径光阑的作用和计算方法，担子邮计算公式。得出了光学系统的设计要点和结论。     

应用多个非球面优化鱼眼镜头的方法

对于鱼眼镜头一类光学系统,其超大视场的物点对于光学系统的成像,是符合平面对称光学系统的成像规律的。应用LU发展的平面对称光学系统的波像差理论,研究如何在鱼眼镜头光学系统中应用非球面对成像系统进行优化设计。首先,通过计算各个光学面的非球面系数对超大视场光学系统波像差的影响,找到受非球面系数变化影响最大的几个光学面;然后,以这几个面的非球面系数为变量,以光学系统调制传递函数作为评价函数,应用自适应归一化实数编码遗传算法,优化设计鱼眼镜头光学系统;最后,通过实例验证了所提出方法的有效性。所提出的方法可以有效地确定一个或多个最佳非球面的位置,对优化设计鱼眼镜头系统具有指导意义。     

大口径折反射式变焦距物镜的设计

本文介绍了一种大口径变焦距物镜的设计方法,该方法将整体光学系统分为前后两个部分,在前端光学系统采用反射式的结构来满足大口径的要求,后端光学系统采用将变焦距物镜倒接的方式,在系统的一次像面处进行组合,通过对后端倒接变焦距物镜的优化设计保证系统的成像质量。同时,通过具体的实例加以验证说明,从设计的结果看这种设计方法是可行的,并能保证系统结构的简单紧凑,解决了大口径光学系统在实现连续变焦时光学系统设计困难的问题。     

用自相关函数法计算光学传递函数

光学传递函数ＯＴＦ能客观、定量地衡量光学系统的成像质量；是评价光学系统的重要指标。本文给出的一种方法，从系统的光瞳函数出发，胜自相关函数法计算光学传递函数。并列举了一个计算实例，对计算方法加以验证。由于光瞳函数（即波差）可方便地由剪切干涉法得到，本方法对计算和测量光学传递函数有特别的意义。     

反射式光学系统中心偏的测量

通过分析反射式光学系统的特点,在现有透射式光学系统中心偏测量仪的基础上,提出了适合该系统中心偏测量的方法,分析了球心像的观察条件,并推导出反射系统中心偏的计算公式,从而形成了一个完善的反射式光学系统中心偏测量体系。该方法能获得与透射系统中心偏测量相同的精度,操作方法也基本相同。     

HPLC二极管阵列检测器的研制

介绍了HPLC二极管阵列检测器（简称：PAD）的发展概况，比较了国外商品仪器，提出了所研制的PAD的性能指标，分析了光学系统、机械系统、电子系统和计算机系统的设计要求和难点，并具体给出了光学系统的设计方案。     

BCJ—1尘埃粒子计数器光学系统的设计

根据Mie散射理论和仪器的技术指标，确定了BCJ－1尘埃粒子计数器光学系统的结构型式、参数及像差校正要求；根据仪器的工作特点，确定了光学系统中视杨光阑的最佳形状。     

0.8×~8×新型连续变倍体视显微镜物镜的设计

介绍变倍范围0.8×～8×连续变倍体视显微镜物镜的光学变倍原理.通过计算得出前固定组、变倍组、补偿组和后固定组焦距分别为43.149mm、-26mm、-26mm和54.846mm,利用Zemax光学设计软件在数值孔径取0.15～0.2条件下各自进行优化得到初始结构参数.组合后进一步优化,数值孔径取0.1,得出最终结构参...     

A new aberration-corrected,energy-filtered LEEM/PEEM instrument. I. Principles and design

We describe a new design for an aberration-corrected low energy electron microscope (LEEM) and photo electron emission microscope (PEEM), equipped with an in-line electron energy filter. The chromatic and spherical aberrations of the objective lens are corrected with an electrostatic electron mirror that provides independent control over the chromatic and spherical aberration coefficients C_c and C₃, as well as the mirror focal length, to match and correct the aberrations of the objective lens. For LEEM (PEEM) the theoretical resolution is calculated to be ∼1.5 nm (∼4 nm). Unlike previous designs, this instrument makes use of two magnetic prism arrays to guide the electron beam from the sample to the electron mirror, removing chromatic dispersion in front of the mirror by symmetry. The aberration correction optics was retrofitted to an uncorrected instrument with a base resolution of 4.1 nm in LEEM. Initial results in LEEM show an improvement in resolution to ∼2 nm.     

广角微型投影镜头设计

投影机更新速度快,高分辨率、轻便微小的投影机已是时代的需求。通过分析微型投影成像系统的特点,根据几何光学理论,用Zemax软件设计了一款投影显示芯片为0.61inch(1inch=2.54cm)、投射比为0.68∶1的微型投影镜头。镜头由2片非球面透镜和6片常用玻璃材料透镜组成,结构简单,系统光学总长为60mm,有效焦距为9.26mm,后工作距离大于20mm,最大口径小于23mm,全视场(FOV)为80°,相对孔径为1∶2.2。在71lp/mm特征频率处,全视场的调制传递函数均大于0.5,全视场相对畸变小于2.0%,镜头成像质量好。对微型投影系统进行容差分析,得出一套较为宽松的公差,适合生产加工。     

Design and performance of a sub-nanoradian resolution autocollimating optical lever

Precision goniometry using optics has the advantage that it does not impose much stress on the object of investigation and, as such, is adopted extensively in gravitational wave detection, in torsion balances investigating fundamental forces, in specialized studies of biological samples, and it has potential applications in condensed matter physics. In this article we present the considerations that go into designing optical levers and discuss the performance of the instrument we have constructed. We motivate the design by considering an idealized setup and the limitations to the angular resolution induced by statistical fluctuations of the photon count rate and diffraction at the apertures. The effects of digitization of the count rate and of the spatial location of the photons on the image plane motivating the actual design are discussed next. Based on these considerations, we have developed an autocollimating optical lever which has a very high resolution and dynamic range. An array of 110 slits, of 90 microm width and a pitch of 182 microm, is located in the focal plane of a field lens, of focal length 1000 mm, and is illuminated by a CCFL tube. This array is imaged back onto the focal plane after retroreflection from a mirror placed just beyond the lens. The image is recorded on a linear charge-coupled device array at the rate of 1000 images/s and is processed through a special algorithm to obtain the centroid. The instrument has a centroid stability of approximately 3 x 10(-10) rad Hz(-1/2) and a dynamic range of approximately 10(7).     

基于折/衍混合的长焦深成像物镜消色差方法

为兼顾成像系统消色差及扩展焦深的特性,提出一种基于折/衍混合的长焦深成像物镜在可见光波段内消色差的方法。通过阐述对数光锥位相结构的特征,讨论长焦深元件的色散特性,并依据折/衍混合消色差原理,确定长焦深成像物镜中折射元件与衍射元件位相函数重新分配的原则;位相重新分配后,衍射元件在承担扩展焦深功能的同时增加了部分消色差光焦度,从而使长焦深元件获得消色差特性。理论和仿真分析表明：位相函数重新分配后得到的长焦深元件在中心波长λd(587nm)时的轴向光强分布与原长焦深元件一致,而在波长为λF(486nm)、λc(656nm)时的轴向光强分布区域重合,即在保留焦深扩展特性的同时有效的校正了其在可见光波段内的初级色差。     

适用显微镜质量测试的高分辨率测量镜头设计

利用Zemax光学设计软件设计了一款适用于光学成像尺寸为38mm的互补金属氧化物半导体(CMOS)型工业相机的高分辨率测量镜头,该工业相机用于自动化定量分析检测显微镜像差。通过数码图像处理的方式去评判显微镜物镜性能的好坏。在满足性能要求基础上,对普通的测量镜头结构加以优化,使得测量镜头拥有非常高的分辨率。该镜头焦距为36mm,后工作距约为32mm,视场像面高度为36mm,在90lp/mm处,中心视场调制传递函数(MTF)值大于0.45,边缘视场MTF值大于0.25。     

结构紧凑的三片式LCOS投影系统设计

为了实现结构紧凑的三片式LCOS投影系统的设计,首先介绍了三片式反射式硅基液晶（LCOS）投影系统成像工作原理和结构紧凑光学引擎的实现方法,并分析了投影物镜的设计要求,描述了投影物镜设计的详细指标,然后介绍了投影物镜的设计过程并给出了设计数据,最后说明了投影物镜和系统的测试结果。样品测试数据表明该设计能满足产品开发的要求,正进行产品化改进工作。     

大相对孔径折射式复消色差天文望远物镜设计

为了满足用于深空天体观测或摄影的天文望远物镜的大相对口径及高分辨力的要求,基于二级光谱的理论公式,以佩兹伐物镜作为基本结构,对所选择的玻璃材料进行了色散特性的分析。通过Zemax光学设计软件的优化,给出工作波长范围在405～750nm、焦距为500mm、视场角为3.2°、相对孔径为1∶5的设计实例。设计结果表明,该系统二级光谱得到了很好的校正,在100lp/mm处各视场传递函数均在0.52以上,满足接收器件有效尺寸为23.7mm×15.6mm的CCD成像要求,像面成像质量良好,适合深空天体的观测。     

集成成像系统中高填充率微透镜阵列的设计与加工

针对目前微透镜设计与加工中存在的问题,本文提出了一种大尺寸、高填充率的微透镜阵列设计与加工方法,并成功应用于基于手机屏幕的三维集成成像显示系统。根据焦面模式下的集成成像原理,建立了透镜阵列参数与集成成像显示关键参数的关系,并设计了高填充率透镜阵列的孔径与焦距。采用超精密铣削方法加工出金属母板,通过纳米压印和图形转移复制的方法,在涂有UV固化胶的PET透明膜上得到了高填充率的微透镜阵列膜,并将其应用于基于手机显示屏的集成成像系统。测试结果表明,在5.7英寸全高清手机屏幕上,直接覆盖孔径为0.526mm、焦距为2mm、填充率为100%的透镜阵列,可以实现立体图像出屏距离达4cm、视场角为12.5°的集成成像显示效果。系统的设计与透镜阵列的制作完全满足集成成像要求,裸眼观看立体图像清晰、逼真,系统集成度高,使用方便。     

光锥在光电探测仪器中的应用和设计方法

光锥可以弥补场镜、光纤在光电探测仪器中光线传输汇聚的弊端,光锥传输光线不但损失小,而且可以把光阑后面的光线根据需求分开传输。通过光锥的应用,使光电探测器的灵敏度大幅增强。叙述了光锥的传输特性和设计方法。