采用液晶透镜校正电润湿液体透镜调焦系统的单色像差

为解决电润湿液体透镜调焦系统的单色像差随调焦过程中发生较大改变的问题,提出利用梯度折射率分布可调的液晶透镜对系统单色像差进行校正的设计方案。在850nm波长下,采用液晶透镜对系统在无限远到200mm间6种典型物距下的单色像进行校正。在系统像差最大的无限远物距下,边缘视场的点列图几何半径从44.696μm减小到7.423μm,其余视场下的弥散斑均减小到艾里斑以内,系统单色像差得到了较好的校正。为减少液晶透镜响应时间,将液晶透镜改为5个1/5盒厚的液晶透镜的叠层组合,大幅提高了响应速度。研究发现,此结构同样对系统在不同物距下的单色像差具有良好的校正作用。     

Maxwell鱼眼微球透镜在光纤系统中的耦合效率极限

本文用梯度折射率（ＧＲＩＮ）介质的光线理论分析了Ｍａｘｗｅｌｌ鱼眼微球透镜光学耦合系统的耦合效率，得到了单、双透镜耦合系统耦合效率极限的计算公式。严格的数值计算表明，Ｍａｘｗｅｌｌ鱼眼微球透镜耦合系统的耦合效率远高于普通的均匀介质球光学耦合系统。     

Maxwell鱼眼微球透镜在光纤系统中的耦合效率极限

本文用梯度折射率介质的光线理论分析了Ｍａｘｗｅｌｌ鱼眼微球透镜光学耦合系统的耦合效率，得到了单、双透镜耦合系统耦合效率极限的计算公式。严格的数值计算表明，Ｍａｘｗｅｌｌ鱼眼微球透镜耦合系统的耦合效率远高于普通的均匀介质球光学耦合系统。     

全向凝视光电成像系统鱼眼透镜的设计

为了实现光电成像系统对半空域目标的成像、探测和告警,以大视场成像理论和像差理论为基础,采用缩放法对光学系统鱼眼透镜进行了理论分析和仿真设计。利用桶形畸变及光阑彗差来增大像面照度的均匀性,通过光线追迹减小系统轴外像差,对系统成像质量进行多次评价与分析,并推导了透镜成像的畸变校正模型。结果表明,在可见光波段,得到了成像质量良好的鱼眼透镜,CCD有效像面尺寸为8.446mm×7.042mm,有效像素为2448×2050,视场为180°,焦距为2.24mm,相对孔径为1:2.8,像面照度均匀性达到90%以上,点列图弥散斑均方根半径值小于1/2像元,光学传递函数在145lp/mm空间频率处大于0.4。全向凝视光电成像系统可实现半空域目标实时探测。     

应用六阶波像差理论的鱼眼镜头系统设计

鱼眼镜头系统具有平面对称、超大视场、大孔径成像等特点,使得其设计十分复杂。波像差理论是研究光学系统的重要手段,由于鱼眼镜头系统具有平面对称的成像特性,赛德尔初级像差和基于轴对称光学系统发展的高阶像差理论不再适用于鱼眼镜头系统的像差分析和设计。介绍了六阶波像差理论,包括六阶本征波像差、五阶像差、衍生波像差及孔径光线二阶精度对波像差的影响,给出六阶波像差理论设计鱼眼镜头系统的流程图,应用六阶波像差理论设计鱼眼镜头前光组,由其前光组与后光组像差平衡设计了后光组。最后得到一成像质量良好的鱼眼镜头系统,该镜头的焦距为5.989 mm,视场角为180°,相对孔径为1/3.2。设计结果表明,该鱼眼镜头系统的调制传递函数（MTF）数值在空间频率为60 lp/mm时均不低于0.56,具有较好的成像质量。     

球端面径向梯度折射率激光－单模光纤耦合透镜的设计研究

本文研究径向梯度折射率透镜用作激光二极管－单模光纤耦合透镜的结构选型，探讨平－凸、凸－平型径向梯折耦合透镜的像差特性。通过比较认为平－凸型梯折耦合透镜更为可取。     

带像差补偿的光盘像散自动调焦透镜设计

对光盘光学头检测光路中广泛使用的光学平板所引入的光学像差进行分析计算,并由此设计了一种放置于光盘光学头检测光路中的用以产生聚焦误差信号的像散透镜。它不但可以产生正常的调焦误差信号,同时还可以补偿由斜放入检测光路中的光学平板所带来的光学像差。经过实际应用,证明这种结构完全能够满足高密度光盘光学头的技术要求。     

矢量像差理论在成像系统像差补偿中的应用(特邀)EI北大核心CSCD

随着应用光学领域的蓬勃发展,对于成像光学系统的像质需求越来越高。自由曲面的多设计自由度使其具有优异的像差补偿能力,常被用于高效像差补偿器件,而设计出具有良好像差补偿效果的自由曲面是提升系统像质的关键。这里基于矢量像差理论,介绍了一种针对成像系统像差补偿的Zernike型自由曲面设计方法。并以望远偏心系统作为实例,利用所提出方法设计了该系统的像差补偿自由曲面,并借助空间光调制器开展实验研究。仿真与实验结果均表明,所提出方法能够得到有效补偿望远偏心系统像差的自由曲面,像差补偿后光斑尺寸降低至补偿前的43.9%,其像差补偿效果优于传统标量像差理论优化法设计结果,该方法在自由曲面成像系统设计方面具有一定的应用研究价值。     

CCD实时图像采集处理系统测量透镜像差

本文给出用CCD摄像机及DIP图像处理系统在双频光栅剪切光路中测量透镜像差的原理和实测结果。     

超大空域凝视光学系统的光阑像差

鱼眼透镜和超广角镜头具有很严重的光阑球差、光阑彗差。本文主题是：如何简捷计算其光阑球差以准确描述轴外物点成像光束的位置和结构以及如何利用光同阑彗差造成有效的像差渐晕以改善像面照度分布；文章提出用截断级数和微分方法解算光阑球差近似值，用诱导迭代方法人为扩大光阑彗差以增强像差渐晕效应，并达到了预期目的。     

CMOS prototype image sensor with edge enhancement to compensate for blurring

Small signal analytical analysis and large signal numerical calculations are presented for a gyroklystron in which a low order (TE₀₁₁) mode in the bunching cavity is coupled by the electron beam to a high order (TE₀₄₁) mode in the output cavity. A drift region separates the two cavities. We demonstrate that the probunching of the beam before entering the output cavity not only enhances the interaction efficiency of the TE₀₄₁ mode but also improves the mode stability by suppressing the TE₂₄₁ mode. The gyroklystron may be operated either as an oscillator or as an amplifier by a small variation of the applied magnetic field. The effect of the beam velocity spread on the efficiency is also investigated. It is found that the operation of the gyroklystron is more sensitive to beam velocity spread than that of a gyromonotron. Optimum conditions for a cold beam are not necessarily those for a wam beam.     

弯曲轴静电聚焦—偏转复合系统的象差计算

本文对透镜后偏转和透镜中偏转的两种静电聚焦一偏转复合系统的三级几何象差和一级色差进行了数值计算。计算结果表明,在匹配弯曲轴的情况下,这种复合系统有可能获得较小的偏转象差,同时本文也给出了判断复合系统中聚焦场与偏转场真正匹配的某些判据。     

哈特曼法像差自动测量系统图像处理算法的研究

为了解决基于哈特曼法自动测量像差所面对的CCD图像传感和数字图像处理技术,提出了哈特曼光阑图像在存储器中目标的识别与测量的图像映像区搜索算法和哈特曼光阑图像中光斑距离测量的中心重叠算法。图像映像区搜索算法解决了如何在一维图像存储器中准确地寻找二维图像目标,找到目标之后如何进行有关的目标计算的技术。理论分析和实验表明利用所有光斑的质心求解哈特曼光阑图像的重心,再由光斑质心关于光阑图像重心的对称性确定光斑质心距离的中心重叠算法增加7算法可计算性和减少了计算次数,大大降低了算法的时间复杂度和计算复杂度。     

彩色显像管中主聚焦透镜的研究

在COTY系统中,采用XL透镜来改善会聚性能,减小会聚/聚焦之间的矛盾。XL透镜可以在不损失聚焦性能的前提下缩小束间距提高会聚特性。但是在XL透镜中边束像差比中束大得多,为了进一步降低像差,本文提出在XL电子枪中采用OLF透镜来扩大透镜的孔径,改善分辨率。本文给出了三维计算机程序,对主聚焦透镜进行三维计算,得到了球差系数和其它光学参量。这些数据证实了在新的方案中球差确实被降低,而且会聚特性也得以改善。     

中心遮拦非球面主镜Seidel像差拟合分析的优化

中心遮拦干涉图的圆Zernike多项式拟合存在交叉耦合现象,进而影响到Seidel像差的计算。利用干涉仪数据处理软件提供的Mask功能构造出一系列不同遮拦比的中心遮拦干涉图并计算出其圆Zernike拟合系数,结合自编软件判断出被测非球面镜的中心遮拦比对于5项Seidel像差是否达到阈值,给出了具体的实现流程,并对口径为700mm、中心遮拦比为0．23的抛物面主镜进行了实验研究。分析结果表明,该优化分析方法简单易行,基于标准干涉数据处理软件,无需编写复杂的数据格式转化和多项式拟合程序,即可得到相对较准确的Seidel像差估计值。     

红外成像系统点目标探测视距研究

介绍了红外成像系统对点目标的探测跟踪作用距离估算方法,用热成像分析系统研究点目标在像素上的扩散规律,提出用热成系统探测点目标时,扩散因素对作用距离的影响。     

基于马氏距离的皮肤图像症状识别系统的设计

介绍了一种皮肤图像症状的自动识别系统,利用马氏距离图像识别的算法,经过图像颜色空间转换、自适应法求取阈值进行图像分割、数学形态学后处理和边缘检测、症状区域的轮廓提取和种子填充等图像处理过程,最后提取了皮肤样本的26个特征参数,计算皮肤样本距离黄褐斑、粉刺、黑头、雀斑4种症状的马氏距离,根据马氏距离最小原则对被测皮肤样本进行症状归类.     

非线性梯度折射率棒透镜高斯光束的色差

本文首次研究了高斯光束通过非线性梯度拆射率棒透镜的色差特性。导出了色差公式。结果表明，色差特性强烈依赖入射高斯光束的正规化光束功率和束腰。这在线性情形以及几何光学近似中没有相似的性质。     

基于匹配跟踪置信度的自适应对应像素距离图像匹配跟踪算法

本文结合最小绝对差度量(MAD)和(Hausdroff)距离度量两者的基本思想的优点,提出了一种新的对应像素距离相似性度量方法和自适应模板图像匹配跟踪算法,设计了帧间和帧内匹配跟踪置信度,提出了基于匹配跟踪置信度的自适应对应像素距离图像匹配跟踪算法.并对基于匹配跟踪置信度的自适应对应像素距离图像匹配跟踪算法的匹配跟踪性能进行分析,实验结果表明:该算法具有较强的抗噪、抗畸变能力和匹配跟踪稳定性,具有较高的匹配精度和匹配概率.