基于Zemax的微型投影镜头设计

利用Zemax光学设计软件设计了一款适用于0.6英寸数字光处理(DLP)的微型投影仪镜头。在满足性能要求的基础上,对普通投影仪加以优化,使投影仪结构更加紧凑,方便携带。系统焦距8.25mm,后工作距约为18mm,视场为70°。在33lp/mm处,中心MTF值大于0.6,边缘MTF值大于0.4。     

大视场显微镜的设计

描述了大视场显微镜的光学原理 ,技术特点 ,介绍了仪器的主要光学部件 :辅助物镜、物镜、球面反射镜、大目镜的设计方法 ,并给出了仪器的基本参数。     

生物显微镜变倍物镜的光学设计

生物显微镜也可以像体视显微镜一样进行连续变倍观察,提出了生物显微镜变倍物镜的光学设计方法,介绍了设计前要求考虑的各项技术指标,以解决物镜像质和结构紧凑之间的矛盾,最终给出了一个变倍比达到10:1的生物显微镜变倍物镜的设计实例.     

适用于光学显微镜的细胞培养芯片

虽然细胞分子生物学近年来发展很快,但是细胞培养的方法变化很慢.将近一个世纪以前发明的有盖培养皿至今仍在常规使用,但它已经不适合许多用来观察和分析活体细胞内发生的变化的现代光学分析方法.这篇文章描述了一种细胞培养芯片装置,它能有效地用于细胞培养和随后的高端光学分析,比如荧光和共焦显微镜方法.     

粉尘传感器中非球面反射镜的应用与设计

介绍了粉尘测试仪的原理,非球面反射镜应用于粉尘传感器中解决了由于粉尘测试仪中散射光信号弱对信号采集与处理带来的困难,论述非球面反射镜的设计思想,并给出实际设计结果及其像质评价。从粉尘测试仪的实际使用要求说明设计的非球面反射镜满足实际需求。     

低波数高分辨率微型光栅光谱仪的设计

为了满足光栅型光谱仪高分辨率、小型化以及宽谱段的需求,设计了一种基于Czerny-Turner（C-T）型光路结构的拉曼光谱仪。通过Zemax光学设计软件对聚焦镜、准直镜、柱面镜、CCD的倾角和间距进行了自动优化,并设置合理操作数来消除系统的球差和彗差,利用柱面镜来消除系统像散。所设计的拉曼光谱仪波段范围在80～ 3 200 cm^-1,运用了Zemax操作数平衡光谱仪分辨率、工作波段和体积三个重要指标。设计结果表明,该仪器在785 nm波长激发下,全波段光谱分辨率优于3 cm^-1,光学结构体积为70 mm×80 mm×25 mm。     

改善激光共焦扫描显微镜像质的方法

为解决传统光学显微镜样本上每一点的图像都受到邻近点衍射或散射光干扰的问题,研发了一套基于C#WinForm控制平台进行连续扫描方式的激光共焦扫描显微镜(LCSM)系统,并且成功地对生物细胞进行了扫描成像。针对共焦显微镜图像像质不高的问题,提出合理选取探测器针孔直径,并通过高斯低通滤波、盲解卷积的方法,确保实现高像质。实验结果表明,基于上述方法改进后的LCSM具有较高图像质量,该方法简单易行,便于实施。     

光纤熔接机高清显微物镜光学系统设计

在光纤熔接过程中,为了实现光纤高质量熔接,需要一个高清显微物镜来确保纤芯的准确对准。运用Zemax软件设计一款用于光纤纤芯对准的显微物镜,该物镜由6片透镜组成,放大率为8倍,数值孔径为0.25,工作距为13.4mm,共轭距为85mm,以CCD作为图像接收器件。显微物镜采用正向光路进行优化设计,正向光路设计的显微物镜更能贴近实际使用状态,能够更加清晰准确地检测到纤芯位置。该物镜工作波长为486~656nm,具有工作距离长、共轭距短、精度高等特点。     

0.5×～2.5×长工作距离变焦距显微物镜设计

根据变焦距理论和显微物镜的特点,利用Zemax设计了一款可连续变倍的显微物镜。该物镜由4组双胶合透镜组构成,结构简单,成像质量良好,变倍范围在0.5~×~2.5~×之间,最大数值孔径达到0.1,共轭距346mm,物距76mm,空间频率65lp/mm处,全视场内的调制传递函数均大于0.3,适用于可见光光谱,可以与1/2inch CCD相匹配。通过对所设计的变倍显微物镜进行公差分析,得到一套比较宽松的公差,适合批量生产。设计结果表明,该变倍显微物镜可以满足工业视频检测的要求。     

近视防控离焦镜片像质评价方法的探讨

近视防控离焦镜片的光学性能评价的过程中,通常以镜片的屈光度地形图作为分析依据,对成像质量的影响目前研究较少.从像质评价入手,搭建了一套镜片?相机测试系统用于测量离焦镜片的光学传递函数(MTF).整个系统是由光源、成像模块、镜片夹持工具、棋盘标定板和MTF分析软件系统组成的.实验过程中对相机镜头、国内明月离焦镜片、国外Z...     

一种长工作距视频显微镜光学系统设计

视频显微镜随着CCD探测器的发展得到了广泛应用。但其工作距离受以往折射式光学系统的限制,工作距离较短,影响了其应用范围。分析了长工作距视频显微镜的像差特点,并结合其长工作距离,利用光学设计软件Zemax进行光学成像效果的仿真,给出了工作距84.5mm,数值孔径0.16,光学放大倍率5倍,物方线视场1.2mm,分辨率7.7μm的折反射式显微镜光学系统的设计结果。     

共聚焦激光扫描显微系统光学设计

为了实现非接触式、快速高精度的光学检测,设计了一种共聚焦激光扫描显微光学系统。在保证设计指标的前提下,简化了各光组的结构,采用7片球面透镜并以K9玻璃作为透镜材料。使用Zemax软件对光学系统进行了设计和仿真。结果表明:物镜的数值孔径为0.49;系统的径向和轴向光学分辨率分别为0.400μm和0.772μm;显微聚焦系统聚焦弥散斑直径小于2μm;照明系统聚焦弥散斑直径小于10μm;探测系统的聚焦光斑直径小于20μm;根据仿真结果确定了针孔1和针孔2的尺寸均为20μm,且厚度不超过0.1mm;各子系统的MTF曲线均接近衍射极限,具有很高的光学传输效率。     

基于机器视觉的高分辨率双远心物镜设计

小倍率大视场的双远心物镜具有低畸变、大景深的优点,在机器视觉工业在线检测领域应用广泛。根据双远心镜头对结构参数的要求,运用光学设计软件Zemax设计了一款高分辨率、大视场、结构简单的双远心物镜。该物镜采用近似对称结构,合理的控制畸变和色差,经过像差优化,实现了长工作距(大于200mm)、低倍率(β=-0.1)、低畸变(小于0.015%)、高分辨(1/2"CCD全视场MTF在200lp/mm处大于0.05)、大景深(±32mm)和双远心系统的设计要求。重点阐述了物镜的设计过程及镜头的敏感度分析,分析影响镜头像质的主要加工和装配因素,为有效抑制由于生产制造过程中的偏差对镜头像质的影响提供参考。     

Computer-aided design helps design what may be world's smallest scanning tunneling microscope

Computer-aided design (CAD) played a crucial role in designing what is believed to be the world's smallest scanning tunneling microscope. Conventional scanning tunneling microscopes (STMs) are 2) to 6) in diameter. NEC researchers needed an STM only 1) in diameter to study objects in a high magnetic field at very low temperature within a tank of liquid helium. NEC engineers built the microscope in-house and at a local machine shop using a combination of commercial components and others that they built themselves. Computer-aided design was crucial in the fitting of all the required components within the very tight envelope requirement. An inexpensive Macintosh and PC-based CAD program, Vellumfrom Ashlar, Inc., San Jose, California, was used to evaluate a wide range of possible configurations in minimal time.     

Experimental resolution measurement in critical dimension scanning electron microscope metrology

By applying the basic principles of metrology we discuss how to define the standards that any experimental method to measure resolution has to obey. Our results clearly indicate the need to apply a calibration procedure when designing algorithms to estimate resolution to satisfy accuracy requirements. Similarly, the precision of an algorithm has to be clearly specified. We compare here the performances of a variety of commonly used implementations of published methods, with that of an algorithm based on an approach known to be reliable. Our results confirm that when an algorithm is designed with the clear intent of satisfying metrology requirements, it demonstrates excellent accuracy, precision, and lack of sensitivity to the noise level, as is desirable. As a consequence, the algorithm will have the ability to measure accurately the point spread function convoluted in the image, thus paving the way for quantitative deconvolution techniques.