福科光学推出H-R型广视野激光镜头

非球面光学行业的领先者福科光学（Volk Optical）又为其激光治疗产品系列增加了新成员——-H—R广视野镜头。其高分辨率成像功能与极广的视野相结合，可为诊断和激光治疗提供细致清晰的图像。     

光学被动热补偿方式实现红外与可见光图像融合物镜设计

图像融合的配准精度是关系到图像融合质量的一个重要性能指标。本文所述的红外与可见光图像融合物镜系统采取平行光路布局、光学被动热补偿的方式提高图像融合的配准精度。本文首先分析对比了机械热补偿方式与光学热补偿方式对提高图像配准精度的贡献;其次根据图像融合物镜系统的性能指标对红外物镜和可见光物镜进行光学被动热补偿的优化设计,并分析了对可见光物镜进行光学被动热补偿设计的必要性;第三从光学布局型式及畸变变化来分析图像融合物镜系统的图像配准精度;最后根据图像融合物镜系统的成像质量和图像配准效果,可得出融合图像质量好、能满足指标要求的结论。     

广角长波红外物镜环境适应性分析

长波红外物镜受应用环境的影响很大,环境温度的变化会引起物镜的离焦效应,振动环境对光学装调提出要求,为了验证广角长波红外物镜的环境适应性能,对长波红外物镜的温度适用范围进行了理论计算,并通过光学设计仿真在该温度范围内物镜的成像质量,实际光学装调中考虑到光学物镜抗振性能,经过实际成像与振动试验得到,在?驻t=±15°范围内和经过正弦对数扫描振动与随机振动试验后成像质量均良好,试验结果验证了长波红外物镜的环境适用性,该物镜能够满足空间使用的要求。     

光学相干层析术及其应用

光学相干层析术是一种新型的对活体组织进行非侵入的光学诊断成像技术。它将低相干干涉仪与共焦扫描显微术结合在一起，去掉物镜焦点之外的散射光，利用高灵敏度的探测技术，实现在光散射介质如生物组织中获得清晰的分层图像。     

可见近红外宽波段复消色差高光谱物镜设计

为满足高光谱成像仪在365~1000 nm波段范围的成像需求,设计了一款中等视场角、大相对孔径的复消色差物镜。从初级色差理论出发,分析了可见近红外波段的玻璃材料的色散特性,为光学设计选择玻璃材料提供了理论依据。设计结果表明:通过对低色散氟冕玻璃的合理使用,物镜在宽波段内的色差得到了良好校正,二级光谱仅为0.014 mm。物镜焦距18 mm,相对孔径1∶2.4,视场角30°,成像质量接近衍射极限,满足高光谱成像仪的设计要求。     

成像物镜集成公差分配与定心装调技术研究

针对高分辨率对准成像镜头对装配误差的严苛要求,提出了一种成像物镜装配公差分配和定心装调技术以满足光学系统集成要求。以分辨率为2μm的成像物镜为例,分析了影响光学镜头成像质量的误差来源,进行了公差仿真分析和加工公差分配。集成测试过程中以中心偏差测量仪为辅助工具,进行了镜组光轴精确校准,其光轴偏心小于20μm,光轴倾斜小于144″。最后将集成结果数据代入光学仿真软件进行像质分析并实测图像结果进行对比分析。结果表明：运用该方法,各镜片间的光轴偏心误差和倾斜误差能够匹配公差分配要求,成像效果满足镜头像质需求。     

结合物镜测试的梯度约束显微成像质量提升方法北大核心CSCD

光学显微数码成像系统中,光学退化是影响图像质量的重要因素。结合物镜测试,提出了一种结合分视场点扩散函数估计的梯度约束显微图像复原方法,并应用于显微镜以形成质量提升系统。通过物镜调制传递函数测试,分视场计算获取点扩散函数;引入零阶范数梯度约束作为正则化项,设计基于该约束的快速复原方法;并采用渐变加权拼接方法实现分视场复原结果的无缝拼接。对不同物镜下的显微图像进行了复原测试,并采用评价方法进行评估。结果表明,本文方法给出的显微图像复原效果好、运行速度快,对尺寸为2048pixel×1536pixel的图像只需1.62s,适用于显微成像系统。     

头盔式微光夜视仪中折/衍混合物镜的设计

为了使头盔式微光夜视仪结构更加紧凑和小型化,在成像物镜设计中引入衍射面,利用衍射光学元件(Diffractive Optical Elements,DOE)独有的负色散性质和光波面任意相位调制的特点,运用CODEV光学设计软件,设计了焦距为25 mm,视场为40°,相对孔径为1/1.2,全视场畸变≤5%的头盔式微光夜视仪的折/衍物镜系统,并讨论了适用于加工衍射面的结构参量。结果表明在物镜光学性能保持不变的情况下,所设计的折/衍物镜与传统物镜比较,成像物镜在使用两个衍射面后,提高了物镜的成像质量,镜片数由原来的9片减少到了7片,光学总长由原来的75.9 mm缩短为57.8 mm。     

医用光学变焦消色差内窥物镜设计

医用内窥物镜由于空间狭窄,设计难点在于如何进行局部光学变焦并分辨出局部放大人体组织的成像视图,因此物镜要满足低色差、高可靠性、微型化等需求。从分析内窥镜光学变焦存在的技术路线出发,应用阿尔瓦雷斯透镜在内窥物镜中实现光学变焦,这种结构变焦简单、结构稳定、快速且成像可靠。进一步以高斯括号法和像差理论为出发点,发展了基于阿尔瓦雷斯透镜内窥镜物镜消色差变焦光学设计理论。然后依据该理论,推导得到消色差物镜系统光学设计初始值。最后应用光学色差理论求解验证了理论的正确性,为进一步应用阿尔瓦雷斯透镜设计内窥镜提供了光学设计理论基础。     

OCT纵向图像形成分析

光学相干层析成像能够直接对物体的纵深方向成像。本文对ＯＣＴ系统测量生物组成的纵向图像形成进行了理论研究，推导了系统相干传递函数，研究了系统的纵深分辨力。     

利用深度学习扩展双光子成像视场

双光子成像技术已被广泛应用于活体肿瘤成像、神经功能成像以及大脑疾病研究等领域，但双光子成像视场较小（视场直径一般在1 mm以内），限制了其进一步应用。虽然通过特殊的光学设计或者自适应光学技术能够有效增大视场，但复杂的光路设计、高昂的器件成本以及繁琐的操作过程限制了这些技术的推广。提出了一种利用深度学习技术替代自适应光学技术扩展双光子成像视场的新思路，在低成本（无须特殊物镜，无须相位补偿装置）、易操作的前提下实现了大视场双光子成像。设计了一种适用于光学显微系统中扩展双光子成像视场的nBRAnet网络框架，为使该网络框架可以更好地利用特征图信息，在该框架中引入残差模块和空间注意力机制，同时去除了数据归一化处理，以增加图像对比度信息。实验结果表明：所提深度学习方法可以有效地代替自适应光学技术，增强扩展视场中的精细结构特征，并恢复扩展视场的成像分辨率和信噪比，使双光子成像视场直径扩展到3.46 mm，峰值信噪比超过27 dB。深度学习方法具有成本低、操作简单、图像增强效果显著等特点，有望为跨区域脑成像或全脑成像提供一种经济实用的方案。     

屈光介质中谱域光学相干层析成像的重构

在屈光介质中,由于光线的折射以及光程与实际物理距离的错配,使得光学相干层析(OCT)成像存在重构误差。将几何光学中光线追迹的方法应用于光纤型谱域光学相干层析成像系统所成图像的重构误差矫正,在理论上推导了屈光介质所成层析图像与其真实物理结构的映射关系。实验中,将提出的方法应用于玻璃毛细管和人眼眼前节图像的重构误差矫正,在矫正后的图像中玻璃毛细管的剖面结构得到了准确的还原,所测人眼的眼角膜厚度、前房深度和宽度、眼角膜前后表面以及晶状体前表面的曲率半径等各种参数都符合模型眼给出的参考值。该方法能够使光学相干层析成像系统应用于具有任意多层折射界面的屈光介质,包括由透镜组组成的复杂光学系统等的成像。     

快速发展的照相物镜

衍射光学元件在单色成像应用中起关键作用,例如可在CD和DVD回放机中作摄像物镜。日本佳能公司目前研制的光学元件可使照相机物镜体积更小、质量更轻。这种层压式衍射光学元件已经用于该公司研制的新型 400mm f/4远距离照相物镜和 16～35mm f/2.8短距离变焦距物镜中。     

数据挖掘的光学断层成像重建方法

为了有效重建光学断层成像，提升成像清晰度，研究数据挖掘的光学断层成像重建方法。依据光学断层成像原理，获取光学断层成像；利用改进模糊C均值聚类算法，划分光学断层成像图像块对类别；通过各类图像块对训练极限学习机回归器，估计高分辨率图像块对垂直梯度、方向梯度和高频；以垂直梯度、方向梯度为约束，重建光学断层成像；以高频与重建光学断层成像为约束，再次重建光学断层成像，得到最终重建光学断层成像。实验证明：该方法可以有效重建模拟与真实的光学断层成像，提升光学断层成像清晰度；精准聚类光学断层成像图像块对；在不同图像块尺寸时，重建光学断层成像的位置误差与质心误差均较低，图像相似度较高，具有较高的重建精度。     

热红外相机光机系统设计

以气象观测应用为目标,提出一种基于非制冷微测辐射计的热红外波段相机光学设计方案,该光学系统焦距60 mm,光谱范围8～14 μm,视场角7°.综合三片分离式结构和双高斯光学结构设计了红外物镜,优化后物镜成像质量达到衍射极限.进行了物镜的无热化结构设计,分析结果表明在-20℃～60℃范围内,物镜成像弥散斑直径接近爱里斑直...     

图形化物理综合工具加快FPGA设计流程

赛普拉斯半导体公司（Cyress Semiconductor）近日推出一系列1／4英寸光学格式的130万像素图像解决方案，用于直接替代可拍照移动电话中现有的1／4英寸VGA图像传感器与1/4英寸VGA SoC图像传感器。这些新型的低成本成像解决方案可使移动设备制造商能够在其产品的光学格式与尺寸保持不变的情况下，实现产品升级，以更高的分辨率得到优异的图像质量，从而降低材料清单成本与拥有成本。     

X射线象增强器性能研究

近年来发展的φ50x光像增强器能够直接将x光图像转变为可见光图像,并具有结构紧凑、增益高、分辨率高等特点;因此它在各种硬X射线探测方面具有广泛用途。 作为一种成像器件,其空间光学调制传递函数(MTF)能够全面客观地评价其成像     

多视场物镜快速检验仪

用光学传递函数评价物镜的成像质量被认为是最客观、最有效的方法之一,本文介绍的多视场物镜快速检验仪是以光学传递函数测量原理为基础,通过电视技术、光电技术和计算机技术的有机组合,研制出的一种     

高分辨率视频摄远物镜光学系统设计及成像实验

为了满足斜拉桥拉索表面缺陷的远程检测要求,基于摄远型物镜结构原理设计加工了高分辨率视频摄远物镜光学及机械系统。根据物方300 m外分辨4 mm线宽的分辨率要求,按照焦距f′=320 mm计算,确定摄远物镜像方分辨率为234 cycle/mm。选择适当初始结构,用光学设计软件OSLO进行焦距缩放、替换玻璃、减少镜片等多步骤优化,最后得到相对孔径为1/5.7、视场角为2ω=1.379°、分辨率达到250 cycle/mm的摄远物镜光学结构。合理设计光机结构,加工装调实验样机。分辨率测试实验证明其实际物方分辨率可以达到300 m远分辨4 mm线宽。在斜拉桥工程现场成像实验表明该系统符合实际工程结构表面缺陷远程检测的要求。     

借助物镜变换实现一个短的相干Hough物镜

介绍了在图像处理、模式识别领域中常用的Ｈｏｕｇｈ变换（ＨＴ），推导出了ＨＴ与Ｆｏｕｒｉｅｒ变换之间的关系，通过对光的传播、Ｆｏｕｒｉｅｒ光学及物镜变化的研究，实现了短的相干Ｈｏｕｇｈ物镜。