电磁聚焦移象系统中静电聚焦场的逆设计

本文对电磁聚焦移象系统中静电聚焦场的逆设计进行了研究,利用多电极系统静电场的电位迭加原理,建立了数学模型,用最优化方法对系统的静电聚焦场进行了设计计算。     

THEORETICAL ANALYSIS FOR THE RELATIVISTIC ELECTRON BEAM IN A CENTRIFUGAL ELECTROSTATIC FOCUSING SYSTEM

A fundamental analysis of negative-mass instability in the interaction between a relativisticelectron beam and TE mode in a centrifugal electrostatic focusing system is given.A kinetic theory ispresented and corresponding discussion on practical application is carried out.     

一维阵列电子注平面聚焦系统磁场分布特性

针对平面集成行波管对一维阵列电子注聚焦的应用需求,设计了4通道电子注平面磁聚焦系统。将各通道磁场轴向和横向分量沿轴分布特征计算结果与测试结果进行对比,确认了Opera软件计算磁场分布特征的准确性。为与轴对称周期永磁(PPM)聚焦系统电子注通道内磁场分布特性进行对比,建立了轴对称PPM聚焦系统模型,测试结果与计算结果一致性较好。通过平面聚焦系统与轴对称PPM聚焦系统电子注通道内的磁场纵向和横向分布特性对比表明,两种聚焦系统电子注通道内纵向和横向磁场具有相同的分布特征,在离轴相同位置的圆周上横向磁场分量与轴向分量的比值均为B_x/B_z≈0.11,该平面聚焦系统可实现一维阵列圆形电子注的良好聚焦。     

激光聚光系统中激光光学与几何光学设计参数间的差异研究

针对一结合激光光学理论设计的激光聚光系统,本文运用矩阵光学理论精确地计算了高斯光束经过该系统变换后的主要设计参数,并与几何光学的设计参数进行了比较。     

OPTIMIZATION OF THE MAGNETIC DEFLECTION SYSTEM BY THE METHOD OF ORTHOGONAL DESIGN

By using the expressions of the field parameters and with the aid of the Orthogonal DesignMethod,we optimized the design of the saddle delection yoke with a ferromagnetic shield.The results ob-tained agree with the practical model.It is pointed out that the end ear and the distribution of the fieldparameter B_0(z)have important effects on the deflection aberrations.An example is given,in which the elec-tron optical properties of the deflection coils having cosine distribution and finite length and that of the de-flection coils having distributed winding are compared.     

大视场凝视型红外共形光学系统设计

为提高导弹整流罩气动性能,增强导引头系统稳定性,增大观察视场,完成了共形整流罩结合红外鱼眼镜头的新型红外凝视成像导引头光学系统设计。光学系统采用的椭球形共形整流罩将反远距结构与f-θ成像相结合,通过控制像方视场角提高像面照度的均匀性。对不同结构共形系统的像差特性进行了分析。光学系统解决了大视场光阑像差问题,最终获得±90°的无渐晕观察视场,其冷光阑效率为100%,全视场MTF在15 lp/mm处均大于0.5,点斑均方根半径小于30μm,在半径为50μm圆内能量集中度为93%以上,像面相对照度高于85%,满足大视场光学系统的成像要求。     

机载成像与高功率激光发射共孔径光学系统设计

机载定向能装置具有光学成像与高功率激光发射的功能.为了保证机载定向能装置有效工作,要求共孔径光学系统在保证尺寸小型化的同时,能够在大温度范围下高光束质量输出激光.这对系统光机设计提出了很高的挑战.本文建立了适用于机载球形吊舱的共孔径光学系统初始结构设计模型以满足小型化成像和高光束质量输出的需求,提出了一种系统优化设计方...     

电子透镜的两种逆设计方法比较

分别讨论了最小二乘法和神经网络法用于电子光学透镜逆设计的情况,并比较了各自优缺点。可以看到在较好的选取学习样本情况下,神经网络技术在电子透镜的逆设计中有着明显的优越性。是求解电子光学系统逆设计问题的一个行之有效的方法     

光纤激光器透镜耦合系统的优化设计

准直一聚焦双透镜系统是光纤激光器中常用的一种泵浦耦合技术,但是对于大功率LD泵浦源尾纤输出的多模类高斯光束,难以解析表达其中高阶模式的透镜变换规律,根据此设计透镜耦合系统过程也很复杂。本文用几何光学的方法保证数值孔径的匹配,以类高斯光束光斑尺寸作为基模高斯光束束腰,用基模高斯光束传播规律来简化大功率光纤激光器透镜耦合系统的优化设计.最后给出了一个利用MAT-LAB优化工具函数设计双透镜聚焦耦合系统的实例。     

光学识别系统小型化设计

针对光学识别系统的技术指标,对其光学系统进行小型化设计.其中,傅里叶透镜与准直扩束系统均采用摄远型式结构,在满足其长焦距的前提下大大缩短了系统的光学筒长.为了使系统结构更精巧,引入了二元光学元件,利用ZEMAX辅助设计软件对光学系统结构进行优化;通过有效地折叠空间光路使系统布局更紧凑,最后研制出的小型化透射式光学识别系...     

宽束大物面电磁聚焦系统的弯曲轴电子光学像差理论

本文研究了宽束大物面电磁聚焦系统弯曲轴电子光学象差理论。我们引进了旋转的曲线正交坐标系,导出了主轨迹方程、一级近似的弯曲轴近轴轨迹方程,讨论了理想成象性质。本文定义了象差积分函数,导出了形式简洁的全部二级象差函数。     

折衍混合紫外告警光学系统设计

为了满足紫外告警系统在军事方面的应用,采用二元衍射元件和非球面元件,设计了一种日盲紫外告警的光学系统,其工作波长范围为240nm～280nm,视场角为40°,采用“负-正“型式的反摄远镜头结构,仅由5块透镜构成,此镜头结构简单、体积较小、能量集中度高。结果表明,此设计方案能很好地解决紫外镜头轴外像差校正的问题,使点列图能量集中,小于紫外CCD的像素,满足紫外告警设计要求。     

硫系玻璃在民用红外车载成像系统中的应用

针对324256非制冷探测器,设计了一个工作波段为8~12 m,有效焦距为9 mm,F数为1.3,视场角为33.2626.28的红外车载镜头。镜头采用了硫系玻璃材料Ge28Sb12Se60制备的两片镜片,结合常规红外材料锗以及硫化锌材料制备其他两片镜片,通过合理分配各个镜片的光焦度达到系统整体无热化设计的效果。利用硫系玻璃易于精密模压制备非球面的特点,仅在一片硫系玻璃镜片上设计了一处非球面。设计结果表明该系统在-40~60 ℃的温度范围内具有良好的消色差/热差性能,且调制传递函数(MTF)接近衍射极限。     

CD物镜工程化设计中的若干问题

介绍了CD光学系统的工作原理和光学评价准则,讨论了设计和装配中应当注意的主要问题.从工程化的角度设计了一款可用于批量生产的CD物镜,通过对设计实例的计算分析,给出了激光器像散、制造误差、系统误差影响下物镜的光学特性曲线.设计结果不仅可以承受各种制造误差,而且能够在聚焦误差、光盘倾斜等其它误差存在的情况下,于较大寻迹范围内保持良好的光学特性,证明了该设计的实用性.     

成像光谱仪的离轴反射式光学系统设计

高分辨率成像光谱仪要求光学系统在宽视场和宽波段范围内具有高的空间分辨率和光谱分辨率。根据同轴三反光学系统初级像差理论计算初始结构,并分别将孔径光阑置于主镜、次镜和三镜焦点,通过光阑和视场离轴,设计了无中心遮拦的离轴反射式光学系统。其光谱范围为1.0~2.5 m,焦距f=1 600 mm,相对孔径为1/ 5,视场角为6.861.48,满足成像光谱仪宽视场、大相对孔径离轴三反消象散光学系统的设计指标。     

并行电子能量损失谱仪中多重四极透镜系统物方视场的模拟

通过对三重四极透镜成像系统的渐晕模拟,研究了并行电子能量损失谱仪中物方视场、漂移管径以及与电荷耦合探测器（CCD）幅面尺寸的对应关系,并由它们间的相互关系确定了与CCD幅面二维探测器尺寸相匹配的漂移管径。     

基于LED的光栅光调制器照明系统的优化设计与实现

设计了一种基于LED照明的光栅光调制器(GLM)照明系统,以自由曲面TIR透镜、光棒、聚光透镜组为主要光学元件来提高LED光能利用率,并实现光场均匀化。通过仿真得出,照明系统的光能利用率为78.7%,光照均匀性为85%,实验与设计结果基本一致。这表明,优化后的光栅光调制器的照明系统,解决了基于LED的照明系统光照不均匀和光能利用率低的问题。     

超磁致伸缩换能器的磁场和温度场分析及其结构设计

本文针对超磁致伸缩换能器磁路设计进行分析,包括驱动器磁路设计、磁路分析与设计、偏置磁场设计、激励线圈设置、超磁致伸缩棒的处理等,结合超磁致伸缩换能器发热分析,通过研究换能器磁场有限元、伸缩棒磁场有限元、伸缩换能器温度场有限元、样机与测试、测试结果分析等内容,目的在于提高超磁致伸缩换能器运行的稳定性,提升系统运行的可靠性。     

折反式大口径、大视场、宽光谱光学系统

在地面的目标探测光学系统多采用大口径(500 mm)同轴光学系统的前提下,系统探测的大视场和宽光谱就成了亟待解决的问题。设计了附带小口径球面透射校正镜组的折反式光学系统,利用该校正镜组校正了系统由于大相对口径、大视场和宽光谱带来的像差,使系统达到了预定的指标要求。其中只有主反射镜面形为二次非球面,设计参数也易于加工。在相应的实例要求下,用ZEMAX光学设计软件进行了优化评价,并给出了该系统的对星观测结果。该光学系统设计的口径为Ф750 mm,相对孔径为1:1.32,视场为4 ,光谱范围为500~800 nm,系统实际探测能力在15 Mv以上。该系统结构简单,均采用普通玻璃材料,成本低,成像质量良好。     

振动条件下成像系统与载体联接参数优化设计

载体振动是制约飞行器上光机系统成像像质的主要因素之一,目前针对这一问题的研究集中在优化系统内部支撑固定结构和设计外部附加减振装置等方面,而对于载体与成像系统之间联接参数方面的改进较少。联接参数不仅在静力载荷作用下影响结构的受力状态,还决定了机械子系统的模态和振动条件下系统的响应位移量。首先通过分析静力和振动条件下光学元件变形量受联接位置参数、角度参数的影响,建立了联接参数同系统动态像质的影响关系,进而提出了以成像系统光学传递函数(MTF)为优化目标的振动条件下联接参数优化方法,最后通过某成像系统实例说明:在不改变系统内部光机结构、不增加外部减振装置的前提下,系统优化后的各视场动态MTF同设计值相比综合下降率不到7%,即在给定随机振动条件下系统可获得无模糊的图像。