用激光平面干涉仪测量光学平板玻璃的平行差

<正> 平板玻璃是指两个表平面相互平行的玻璃板。在加工中,由于加工设备、测量仪器等因素,不可能将两个表平面加工的绝对平行,总是会形成一定的角度,这个角度就是平行平板玻璃的平行性误差,用误差角θ表示,见图1。     

光学平行平面平行度的测量方法

光学平行平面的平行度通常根据所要求的精度用干涉仪、准直仪或千分表来测量。现在发明了一种测量不透明的光学元件(例如锗窗)的简单方法。测量不透明的光学元件,常用的可见光干涉测量技术是行不通的。     

光学系统象差对热成象系统基本参数的影响

本文阐述热成象系统中光学系统象差影响分辨率及信噪比等基本参数的几个有关问题;并就光电探测器的不同时间常数值取得了定量研究结果。     

光学系统和光学零件的干涉检验——评论

光学系统和零件的公差通常是要求很高的,而对这种产品的检验又是生产中重要的环节。本评论阐述如何把光的干涉性质应用于光学检验,并指出各种不同方法的主要应用范围。     

平显光学系统副象的分析研究

平显光学系统的副象对产品质量造成较大影响.本人根据几年来的工作实践,从光学系统的象差校正、平面光学零件的加工误差、光学系统的装调质量等方面,对平显光学系统产生副象的原因进行了较为深人的分析研究,并在此基础上,寻求消除与减少副象的正确途径.通过对副象亮度的计算,借以找到降低副象亮度应采取的必要措施.     

半导体激光器的成象光学系统

该发明的目的是提供一个在利用半导体激光器作为光源时,对任何光学系统都不需要校正象散的最佳光学系统。最佳系统的确定取决于光学参数,例如光学系统的焦距和F数等与激光器特性的一致性,应使得聚焦点的峰值功率达到最大值。     

激光-CCD系统衍射谱分析法测量成象光学系统的光学传递函数

以OTF(光学传递函数)评价成象光学系统的象质目前是一个较为成功的方法。但对于象高倍显微物镜那样的高分辨率光学系统,由于受探测器线性范围和空间分辨率限制,用普通象面扫描方法很难测得象点附近的光强分布;越是分辨率高的镜头,光强分布的细节越容易被探测器丢失。因此目前国内外尚还没有满意的测量高倍显微物镜OTF的方法。而用目前的探测器,由抽样定理和测量实践,证明测量高分辨率光学系统的衍射功率谱是可能的。与象面扫描     

光学元件质量对红外光学系统信噪比的影响

基于米氏散射理论,建立了光学元件基板不同疵病等级光学元件的散射模型,进而定量分析了元件表面存在粒子污染时的基板缺陷复制引起的表面散射特性。在此基础上,以R-C光学系统为例,利用ASAP（Advanced System Analysis Program）光学分析软件,针对主镜表面存在粒子污染的情况,仿真计算和分析系统主镜基板不同疵病等级的杂散辐射特性,并根据信噪比的计算方法,对系统信噪比进行了计算和分析。结果表明:当天空背景辐射温度不变时,随着主镜基板疵病等级的增加,系统信噪比明显减小。当主镜基板疵病等级不变时,随着天空背景辐射温度的升高,主镜基板不同疵病等级对信噪比的影响逐渐减小。当天空背景温度为200 K时,对于主镜表面粒子污染为300等级（粒子表面覆盖率为0.03%）,且其基板疵病等级分别为I-10、I-20、I-30、Ⅱ和Ⅲ五种情况,计算得到系统相对信噪比（相对于理想主镜）分别为0.932、0.920、0.906、0.832和0.807。由此可见,当元件光学特性变差时,为保证微弱信号的有效探测,必须将疵病等级严格控制在Ⅱ级以内。     

光学被动消热差的长波红外双视场光学系统设计

依据光学被动消热差理论,利用硫系玻璃的热稳定性、长波红外透过特性等优点,对长波非制冷双视场光学系统进行了无热化研究,设计了一个大相对孔径、3 倍变焦的双视场长波红外光学系统。其具体参数为:F/# 为1,焦距为50/150 mm,总长240 mm,采用640480 的焦平面探测器,像元大小为17 m17 m,工作波段8~12 m,系统使用了三种长波红外材料:Ge、ZnS、IRG201。在-40~60℃下,其长短焦处像质均接近衍射极限。     

具有衍射频谱成象和投影成象的激光准直光学系统

利用一个透镜的前后焦平面上光场分布互为傅里叶交换关系,即后焦平面为前焦平面上图象的空间频谱,把激光从现有测量仪器的目镜入射通过望远镜前焦面的固有十字系所产生相干光的衍射现象和望远镜物镜系统的傅里叶变换功用结合起来,这就是衍射效应和频谱成象的基本原理.以激光为光源,从现有测量仪器的目镜入射作为照明系统聚集到望远镜物镜(即投     

光学元件污染对红外光学系统信噪比的影响分析

红外光学系统直接暴露在外界热环境中,光学元件表面微粒污染的存在将降低红外光学系统的探测性能,严重时还可能会缩短其工作寿命。合理判断光学元件的污染容限并采取适当的镜面清洗及维护措施有利于红外光学系统的良好运行。介绍了红外光学系统中信噪比的计算方法,利用ASAP软件建立了典型红外光学系统的三维仿真模型,研究了信噪比随系统反射镜表面污染程度的变化规律,据此讨论了该红外光学系统中光学元件的污染容限,并分析了元件光学特性对光学元件信噪比的影响。研究结果表明,随着红外光学系统中光学元件表面污染程度的加重,系统信噪比将明显减低;当元件光学特性变差时,为保证低信噪比微弱信号的有效探测,必须严格控制光学元件表面污染微粒的覆盖率,使其表面洁净程度保持在更高的水平。     

温度对红外光学系统的影响分析及消热差设计

分析了温度对红外光学系统结构参数的影响,计算了温度变化引起系统的离焦量和调制传递函数,给出了红外光学系统消热差设计的基本原理;利用ZEMAX光学设计分析软件,结合实际的长波红外光学系统,分析其在20℃,－40℃和60℃时的成像质量。分析结果表明,该系统在常温时成像质量接近衍射极限,系统全视场调制传递函数在特征频率20 lp／mm处达0.6,87.6％的能量集中在探测器的一个像元内,成像质量优良;但是当温度在－40～60℃变化时,系统成像质量急剧恶化,不再满足使用要求,在分析的基础上采用折衍射混合光学被动式消热差技术中对其进行进一步设计,经消热差设计后该红外光学系统的成像质量得到了极大的改善,全视场调制传递函数在特征频率20 lp／mm处达0.55以上,且能量分布集中,满足红外探测系统的使用要求。     

光学窗口形变对平行光管像质影响

对轴向温度梯度、径向温度梯度对大口径光学窗口面型的影响加以介绍,并运用ansys软件分析大口径光学窗口在两边存在温度差、压力差下的形变.用Zernike系数将ansys软件分析结果与Zemax软件连接,在Zemax软件中仿真光学窗口在15～27°温度范围内6种工况下的形变对平行光管像质的影响.     

光学系统对相邻直线成象的能量分布互不干扰条件

本文根据非相干光直线象的最佳对比度条件,应用正态模糊函数内积概念,简易地导出了光学系统在具有对称和非对称两种扩散函数情形下,用非相干光照明所成的相邻直线象的能量分布互不干扰条件。     

光学系统黑化零件的红外吸收

许多红外光学系统内的零件采用黑化表面以减少光学系统内的杂散光。零件黑化处理可以采用喷漆、化学黑化、镀金属黑等方法或采用着色和不着色的阳极氧化法。确定黑化表面的光吸收的一个方法是,测定其表面的光谱辐射。我们对某些样品在3—22μm的光谱区域做了测试。此外,对少数样品,在125μm远红外光谱区域也做了一些测试。由于吸收性能与温度有关,因此,我们将样品的测试温度控制在其工作温度附近。本文介绍的一些样品的测试数据都是在4.2K—373K的温变范围内得到的。     

机载成象光谱仪的光学设计

描述了模块式机载成象光谱仪的光学系统及其主光路、分光组件和会聚单元的设计,分析了基本光学参数之间的制约关系,讨论了衍射光栅、扩展光谱覆盖及光谱定标辅助光路等实际问题.     

光学平行平板平行度的测量方法

光学平行平板的平行度,一般用干涉仪、自准直仪或测角仪度盘度量,视要求精度而定。测量诸如锗窗板之类可见光不透明的光学元件,用可见光干涉测量的常规技术一般不能使用。为此设计了一简易方法来测量它们的平行度。     

热成象系统的光学问题

在设计热象仪时,首先要考虑如何收集由目标发出的红外辐射能量,这就是设计光学系统的问题。由于热象仪与目视光学仪器存在很大差别,对光学系统也有不同的要求。本文试图就设计热象仪光学系统时应考虑的光学问题作一评述,并讨论各种光学参数与热成象系统性能的联系。这虽然是光学设计者的主要课题,但对热成象系统设计师来说也是颇为关心的内容。     

红外成象中一种合成孔径光学系统的应用

本文讨论了一种应用于红外成象的合成孔径系统(SAS)。最受人重视的合成孔径系统是一个由六个园形孔径组成的六角形阵列。本文重点放在说明二维模型特性的一维模型。在8～14微米区的红外图象中,一般探测器尺寸太大,不能在进行图象取样时不使空间频谱重迭。合成系统所特有的特殊传递函数表明,它能获得的取样距离比惠特克-香农取样理论所要求的要大,文中提供了一种可进行图象正确取样的探测器阵列。