非球面——椭球面光学零件研制方法简介

本文主要介绍用普通光学机床加工几种非球面聚光镜的方法。     

非球面光学设计技术综述

非球面光学在工业、国防和商业等领域的应用中具有十分重要的意义。当用非球面设计光学系统时,非球面方程的选用十分重要,决定着系统最佳优化结果。文章介绍了非球面光学技术的发展过程。分析了常用非球面的应用方程,井对非球面应用方程的特点及非球面系数的关系进行了概述,较详细地分析了各类非球面应用方程的适用范围,最后概述了非球面光学在军事、工业等领域的应用以及发展趋势。     

用于DVD光学成像系统的非球面透镜设计

分析了DVD光学成像系统中采用非球面透镜的意义．进而确定了系统的参数,其读出激光波长为0．65μm,NA为0．6．系统焦距为3．39mm。采用光学树脂。应用ZEMAX光学设计软件,设计了满足要求的DVD光学成像系统．并对结果进行了分析．其聚焦光斑尺寸小于衍射极限。     

凸非球面零件检验法

本文叙述用23显微镜和旋转三棱镜的组合装置,借助于干涉原理测量凸非球面。     

计算机控制光学非球面的抛光

论述了计算机控制非球面抛光的基本原理－Ｐｒｅｓｔｏｎ方程，计算机控制非球面抛光机的抛光模的结构特点和去除特性及驻留函数，计算机模拟控制抛光过程的理论计算和实际实验的对比，最后，通过对实验结果的分析，获得一些初步的结论。     

脉冲激光测距系统中非球面物镜的设计

简要介绍了脉冲激光测距的工作原理及其光电特性。并以总体设计所确定的初始结 构参数为基础,应用薄透镜系统的初级像差理论的P、W法实现非球面物镜的优化设计,给出了满足系统要求的非球面物镜的像差结果。     

大视场针孔CCD摄像物镜设计中的非球面应用

由于大视场会带来大的垂轴像差,尤其是畸变,以及结构的不对称性,ＣＣＤ针孔物镜一般视场不超过７０℃。应用非球面光学设计,不仅使视场大于等于８０℃,且畸变较小。此外,通过实例对球面设计与非球面设计进行比较,论证了非球面光学设计的优越性。     

凸非球面的检验方法

本文对光学凸非球面的检验方法进行了总结,主要介绍了在无像差点法和补偿法的原理上发展起来的各种检验方法。对Hindle球检验法在轴上和离轴两种情况下的使用都做了介绍,并且比较详细的介绍了折射式和反射式Offner补偿器。     

添加非球面的虚拟现实显示器光学设计

为了优化用户体验,满足虚拟现实显示器的携带方便、高成像质量的需求,使用逆向光路设计法,利用软件仿真与理论结合,设计了一种含非球面结构的VR显示系统,并进行了像质评价和公差分析。每个单目视场都有4片非球面透镜,视场角为90°,将出瞳直径为6mm,出瞳距离12.55mm,在奈奎斯特频率(14 lp/mm)处调制传递函数大于0.25最大畸变率为12.23%;文中的结构紧凑,成像质量较高,符合VR眼镜头戴显示器的设计要求。     

非轴对称非球面光学元件的研磨

随着超精密微细加工用短波段SR等新光学领域的需要,表1所示的前所未有的光学元件的开发已势在必行.超光滑研磨加工是决定这些光学元件性能的重要手段.由于在X波段无反射材料,故光学元件数非常有限,为了获得高分辨率,人们要求开发大口径、非轴对称非球面光学元件的表面精度达亚纳米级的加工技术.     

基于Forbes非球面的胶囊内窥镜光学系统设计

设计了一套WCE光学系统,对可见光波段成像。采用反远距的光学结构形式,共使用4片透镜,引入两个Forbes非球面来提高系统的整体性能,并做到仪器的小型化。系统视场角150°,相对孔径1/3,入瞳直径0.35 mm,总长8.3 mm。各视场的调制传递函数曲线在奈奎斯特频率143 lp/mm时均高于0.6,分辨率较高；各视场的点列图几乎都在艾里斑之内；彗差、像散、场曲、畸变、倍率色差等轴外像差也得到了很好的校正,成像质量较好,能够满足WCE光学系统的要求。     

计算机全息术在非球面检验中的应用

本文根据Lohmann关于计算机全息术的一般理论阐明了干涉条纹型计算机全息图的原理;对Sirohi等人的计算方法进行了改进,提高了计算精度,而计算时间略有缩短;还制成了一个用于检验抛物面镜(f=1021毫米、2r_o=214毫米)的计算机全息图,再现波面的精度(方均根误差)达到1/20波长,并且已将此计算机全息图用于抛物面镜的检验,显示出了被验元件的面形缺陷.     

非球面技术在浸没式光刻照明系统中的应用

NA1.35浸没式光刻照明系统是超大规模集成电路的核心设备,为了实现从ArF激光器发出的光束经过一系列模块传输后到达掩模面的能量满足光刻曝光系统的要求,需要在系统中引入非球面透镜,以减少镜片数量,提高能量利用率。为解决现在非球面透镜具有的加工难度和控制精度不足的缺陷,设计出一种优化控制保证非球面加工和检测的方法。在光学系统设计中优化非球面的形状,保证非球面度,满足非球面变化率在可加工和检测的范围内,并控制非球面拐点的产生。照明系统中镜片数量最多的模块是耦合镜组,通过非球面的优化,镜片数量从12片减少到9片,系统能量利用率提高近25%。此外,提高了系统像质NA一致性,像方远心度,弥散斑直径和畸变,满足了曝光光学系统对掩模面的能量要求,故该非球面控制技术具有良好的可加工性和可检测性。     

22 dB gain semiconductor optical amplifier module using high numerical aperture aspheric lenses

A polarisation-insensitive semiconductor optical amplifier (SOA) module with a net gain of 22 dB is demonstrated. High numerical aperture, low aberration aspheric glass moulded lenses are efficiently used for optical coupling between the SOA chip and singlemode fibres.<>     

Freeform optical element for uniform illumination

The energy from a source was rearranged through reflection or refraction by a freeform optical element in order to get the desired uniform illumination.The numerical results of first-order partial differential equation sets had been investigated to obtain the freeform optical element, and the equations could be used to get the characteristics of the light source and the desired illumination. For example, a light emitting diode (LED) with a Lambertian light emitting surface of 1 mm × 1 mm was applied as the light source. Two kinds of freeform reflectors and one freeform lens were designed for different illuminations, and the simulated uniformity was near to 90%. Considering the size of these freeform optical elements, the illumination system can be very compact and efficient if the freeform optical element is applied in the illumination system of projectors with LED as source.     

位相型衍射光学元件单元结构衍射因子的研究

对位相型衍射光学元件单元结构的衍射因子进行了研究,推导出相应不同的时的几种元件衍射强分布的表达式,给出相应的衍射曲线,并对此进行了分析比较。     

Finite element analysis of diffused anisotropic optical waveguides

Results are presented for anisotropic waveguides, with an arbitrary permittivity tensor, being diffused in both the transverse directions and by using the finite element method with the vector H-field formulation for the analysis. The importance of considering the waveguide core dimensions to be greater than the diffusion depth in both the transverse directions, the use of extrapolation techniques and of a symmetry plane for anisotropic waveguides are also discussed     

非球面光学表面缺陷检测技术现状和发展趋势(特邀)

非球面光学元件具有更大的自由度和灵活性,广泛应用在航空航天、微电子装备、光学精密测量、激光光学等诸多领域。光学元件表面缺陷将影响光学系统性能,而表面缺陷控制需要相应检测手段,高分辨率、高精度、高效率光学表面缺陷检测仍存在技术挑战。文中综述了光学元件表面缺陷类别、评价标准及检测方法,重点探讨了非球面光学元件表面缺陷检测技术及其应用范围,分析比较了各种方法的优缺点,最后对表面缺陷检测技术发展趋势进行了展望。     

曲面GRIN光学元件近轴光学参数的通用算法

本文利用矩阵和常数ＫＧ方法推导了曲面梯度折射率光学元件的近轴参数，如焦距、象方截距，焦截距，线放大率与主点位置，角放大率与节点位置的表达式，并讨论了势物面形径向对称曲面ＧＲＩＮ光学元件的成象特性，当度为半周期的整数时，发现了其有趣的现象，得出了一些有益的结论。