光学系统杂散光分析

杂散光是光学系统中所有非正常传输光的总称,杂散光对光学系统性能的影响因系统不同而变化。因此,在现代光学设计中,杂散光分析成为光学设计工作中的一个重要环节。杂散光产生的原因比较复杂,讨论了漏光和透射面残余反射引起的杂散光,针对漏光杂散光给出了高密度取样的分析方法,对于残余反射的杂散光建立了带能量因子的光线光学模型和光线二叉树的数据结构,在保证计算精度的同时减少了计算时间。对一个卡塞格林光学系统进行了漏光杂散光分析和光学表面残余反射杂散光的近轴与实际光线分析,得到减少杂散光的措施,达到了杂散光分析的目的。     

高功率激光装置中的鬼点反射分析

介绍了高功率激光装置中的鬼点反射及其带来的破坏影响 ,分析并计算了神光 Ⅱ装置中主放大器部分的鬼点反射 ,给出了避开鬼点反射损伤的方法。     

高功率激光装置中终端光学系统的鬼像分析

基于光传输的多叉树原理,研究了用于惯性约束聚变的高功率激光装置终端光学系统中多级衍射和多次反射杂散光与鬼点分布,根据光线经色分离光栅的传播规律进行了实际鬼光路计算,对聚焦透镜、色分离光栅、防护片组成的光学系统产生的杂散光及会聚鬼点进行了全面分析,得出三次谐波鬼点620个,二次谐波和基频光的会聚鬼点相对较少.分析表明非球面的一次反射鬼点最具威胁,大角度衍射和倾斜平面反射使大量鬼点向系统外部移动,并增大鬼光束的像差,减小其危害.这种方法可以以动态数据结构捕捉全部鬼点,并获得鬼光束结构.     

空间光学系统的杂散光分析

介绍了空间光学系统的杂散光的来源,以及对红外光学系统成像质量的影响。在简化分析的基础上,讨论了杂散光分析的物理模型。利用已有的光学系统模型讨论了杂散光的计算和分析方法。主要介绍了蒙特卡罗法和光线追迹法在解决问题方面的作用,用具体的系统模型说明了杂散光计算和分析的假设条件、模型建立和计算过程等。对空间光学系统的杂散光有基础的认识。为以后利用软件进行杂散光分析打下基础。     

紫外星敏感器光学系统设计及其鬼像分析

针对空间紫外波段航天器自主导航姿态敏感器的特殊需求,提出基于正组为FK5和熔石英、负组为QF1的新型紫外玻璃组合方法,设计了波段330~365 nm、焦距80 mm、F数1.6、视场角88的紫外星敏感器。基于近轴鬼像能量计算的方法对鬼像抑制指标进行计算。利用Code V对系统轴上一阶鬼像进行初步的分析与判断,再利用非序列光线追迹对系统轴外多阶鬼像进行仿真计算,得到完备的轴外鬼像能量分布。结果表明,该光学系统结构紧凑,像质良好,各视场成像弥散斑均方根半径10 m内能量集中度大于80%,相对畸变优于0.05%,在相差7等星的动态范围下,像面处亮星最大鬼像光斑照度仅为暗星照度的1/21,满足紫外星敏感器的探测需求。     

“神光”装置中空间滤波器的鬼点分析

在设计“神光”装置各光学元件时 ,鬼点反射是主要考虑的因素之一。通过分析神光装置主放大器后的空间滤波器的鬼点 ,确定了空间滤波器中透镜的选型 ,以及主放大器中钕玻璃片与空间滤波器透镜间的距离。     

光学系统偏振像差的实验分析

为了验证高数值孔径、大入射角、宽光谱的空间光学系统中偏振像差的存在,在激光数字波面干涉仪上对偏振像差进行了实验研究并做了数据分析.论述了偏振像差的两种计算方法,即偏振像差函数的二次扩展式和偏振光线追迹.用软件对激光数字波面干涉仪光学系统分别进行普通光线追迹和偏振光线追迹,PV值增加了33.59%.然后在该系统上对偏振像差进行了实验研究,PV值增加了34.48%.可以看出二者基本吻合.第一次在激光数字波面干涉仪上模拟了空间光学系统,并通过实验证实了改变入射光的偏振态可以改变系统的偏振像差.将实验测得的结果和软件模拟的结果比较后证实了光学系统中偏振像差的存在.     

超高速分幅相机中的无鬼像光学系统

超高速光电摄影系统是目前最常用的一种高速摄影设备。在进行超高速光电分幅相机光学系统的设计时,由于面数较多、结构较为复杂,很容易在像面附近形成鬼像,从而影响成像的锐度和对比度,干扰目标的识别。为了解决鬼像的问题,本研究从光学系统中的关键器件像增强器出发,分析了鬼像形成原因,并进一步采用光纤面板对像增强器进行了优化设计,从而克服了鬼像问题。采用本光学系统组成的超高速光电分幅相机拍摄了高压火花放电的过程,实验结果表明,得到的图像无鬼像。利用该系统可以方便地进行纳秒时间尺度的超高速摄影实验研究,拍摄的照片无鬼像,有利于目标的精确识别和解读。     

手机镜头的光学系统设计及杂散光模拟

为了满足现代手机镜头对高像素、小型化以及无杂散光的要求,采用光学塑料非球面技术以及蒙特卡洛光线追迹法,使用CODEV光学设计软件,设计了1款三单元5106像素的手机镜头。同时,运用LightTools光学分析软件进行杂散光分析。结果表明,该镜头的F数为2.6,全视场角为72.9,系统总长为3.1mm。最终组装产品的性能测试结果能满足设计要求,且无不可接受的杂散光。     

模折射率透镜光学特性的计算分析

本文从传统几何光学原理出发,用光线追迹的方法来计算研究准直光束斜入射到模折射率透镜(MIL)上产生的像差,以及当半导体激光器与波导端射耦合以MIL作为准直透镜时,输出准直光束的发散情况,并探讨MIL在集成光学频谱分析仪(IOSA)中作为准直或会聚透镜的适用性。计算表明MIL在IOSA中作为准直或会聚均是可行的。     

用"镜像法"处理高功率激光系统中非共轴光路的鬼点问题

高功率激光系统中鬼光束对元件安全造成威胁,并导致主光束质量变坏,故鬼光束会聚点的位置和鬼光束会聚光斑光强的定量分析,对高功率激光系统安全运行非常重要。提出了用“镜像法”分析高功率激光系统中非共轴光路鬼点的方法。即将光路在各反射镜处“镜像”,由“镜像”得到等效光学系统,对等效系统进行鬼点分析后,再将鬼点“镜像”回原非共轴光学系统。结果表明,非共轴光学系统的鬼点情况,可由其“镜像”等效系统决定。     

低功率光脉冲在均匀周期结构中的慢光传输

为了研究低功率信号光脉冲在均匀周期结构阻带外沿且紧靠阻带的传输特性,采用数值求解非线性薛定谔方程的方法,进行了理论分析,给出了脉冲宽度、峰值功率与传输距离的关系曲线和在不同频率失谐量下的脉冲慢光延迟特性.结果表明,脉冲波形在传输过程中将经历剧烈的演变过程,当给予入射脉冲合适的初始预啁啾参量时,可以得到与入射脉冲具有相当峰值功率的输出脉冲.这一结果对实验研究低功率信号脉冲在均匀周期结构阻带外沿且紧靠阻带的慢光传输特性具有重要的理论参考价值.     

BP-ANN在光学相干层析图像分类中的应用

为了研究反向传播人工神经网络(BP-ANN,back-propagation artificial neural network)对光学相干层析(OCT)图像的分类能力以及用不同算法训练的网络之间的性能差异,设计了基于纹理特征分析的BP-ANN图像分类实验系统。针对不同图像集,系统可根据类内和类间分散度的比值自适应地筛选最具区分性的纹理特征组成特征向量,再利用以不同算法训练的BP-ANN进行分类。实验表明,BP-ANN在经过快速训练后可以有效分辨不同组织图像,而Levenberg-Mar-quardt(LM)算法则被认为是最为有效的训练算法。以LM算法训练的BP-ANN可以在1 s内以平均8次的迭代计算完成训练,对测试集的分类准确率可以达到93.0%。     

空间三维分层仿真在LTE无线网络规划优化中的应用

研究一种预测室外宏站对建筑物室内覆盖效果的方法。在LTE无线网络规划仿真中,如何考察室外宏站对建筑物室内的覆盖效果是一个值得考虑的问题。本文主要基于射线跟踪技术对不同高度的楼层进行仿真,然后综合分析各楼层的覆盖指标,基于一定判定标准分析室外宏站对某建筑物的覆盖情况,最后给出建筑物是否需要部署室分的建议。     

相干光学系统中光场的空间追踪模拟

利用标量衍射理论,对相干光学系统中光场进行空间追踪模拟,该方法可以对光学系统中激光光场的分布进行预测.     

Investigation of signal variance,bit error rates and pulse dispersion for DSPN signalling in A mobile dense scatterer ray tracing model

The canonical ray tracing model of R. H. Clarke is used to validate the concept of mitigation bandwidth as used to predict DSPN spread spectrum signal variability at a mobile receiving antenna in dense scatterers. Illustrative examples of chip pulse dispersion are presented, and bit error rate performance is explored under the assumption of slow fading. The pulse dispersion is seen to pose potential obstacles to any eventual chip timing extraction and radio-location ranging functions. Serendipitously, the performance of a DSPN embodiment of a 180° DPSK data link is seen to approximate closely that of a corresponding narrowband Rician fading link, even though no specular signal component is available to the DSPN link. The parameters of the equivalent Rician link are easily predicted from those of the DSPN link.     

基于3D定位的光纤棒内部缺陷检测方法

为检测和定位光纤预制棒的内部缺陷并提高精度,提出一种光线追踪实现3D精确定位的线激光旋转扫描检测方法.利用光散射原理和暗场成像技术,成像设备采集光纤棒每个旋转角纵截面上缺陷的散射光;原始图像经过图像预处理和图像分割获取缺陷的二维信息;基于折射定律和光线追踪建立缺陷的精确定位模型,消除光纤棒表面折射带来的成像位置偏差;最...