自聚焦共焦式微型探测系统的研究

为解决微小内轮廊为代表的微小尺寸的非接触测量问题，本文提出了将自聚焦透镜体积小与共焦显微技术的纵向层析特性有机结合的自聚焦共焦微型显微技术的光聚焦探测系统。介绍了系统的工作原理和结构装置，对系统中的关键技术进行了优化设计，通过对自聚焦透镜、针孔，光源及探测器系统的设计，可以有效地实现高精度微型光聚焦探测，初步实验结果表明，系统的轴向分辨率可达10nm。     

眼Bruch膜超微结构

眼Ｂｒｕｃｈ膜超微结构刘贵生武会珍赵玉珍雷建章（河北医科大学电镜实验中心，石家庄０５００１７）Ｂｒｕｃｈ膜（玻璃膜，布鲁赫膜，Ｂｒｕｃｈ＇ｓｍｅｍｂｒａｎｅ）是指位于脉络膜毛细血管层与视网膜视部色素上皮间薄薄的一层膜状结构而言，因首由Ｂｒｕｃｈ描述，...     

用于光纤通信的新型BOA电光开关结构的设计

本文提出了一种新型的ＢＯＡ（ＢｉｆｕｒｃａｔｉｏｎＯｐｔｉｑｕｅＡｃｔｉｖｅ）型电光开关结构。该结构采用了低传输耗损的ＳＯＩ（ＳｉｌｉｃｏｎｏｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）材料和高注入效率的电学注入方法。本文根据双模干涉机理和等离子体色散效应分析了这种开关的电光调制机理，根据大注入效应和双注入效应分析了这种开关的电学性质；并根据大截面单模脊形波导理论和上述分析，对这种开关的结构参数和电学参数进行了优化设计，其开关电流密度为１０２Ａ／ｃｍ２量级。     

实用易学的电路设计及仿真软件EWB5.0

电子爱好者或工程师在设计和制作电子产品时,如果没有先进的测量仪器或工具,常常对设计的电路或产品的可行性感到束手无策,但如果手头拥有一台电脑并安装有电路设计及仿真软件 ＥＷＢ５．０（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＷｏｒｋｂｅｎｃｈ ５．０）,那么大部分问题将会迎刃而解。 ＥＷＢ是加拿大 Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ Ｉｍａｇｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ公司开发的电子线路设计及仿真软件,是介于电子线路理论设计及实际运作之间的有效的虚拟工作平台,它不但具备电路设计的功能,还能对整个电路信号及系统进行仿真分析,具体包括仿真…     

EWB在数字电路仿真分析中的应用

介绍了电路仿真软件ＥＷＢ（ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ）的数字逻辑电路仿真功能与实现方法。两个典型数字逻辑电路仿真分析实例表明ＥＷＢ为数字电路分析设计提供了实用、高效的仿真环境。     

日立公司最新电子枪技术

本文对日立公司新一代彩色显像管用电子枪的结构及性能进行了剖析和系统讨论。其超大椭圆孔的主透镜使有效直径比上一代电子枪提高了25％，电子束形成区实现最优化设计，不同电流下聚焦的稳定性提高，同时进入主透镜的电子束发散角在水平和垂直方向不同，实现与主透镜的最佳配合，充分发挥了主透镜中共同透镜为椭圆孔透镜的特点。聚焦对比实验也显示出日立公司新一代电子枪聚焦的优异性能。     

具有宽光谱范围的反射折射相机透镜

新西兰科学家Ｄ．Ｂｅａｃｈ在８０年代后期试图在其家中拍摄哈雷慧星并遭到失败时,无意中发展了一种有人称为世界最大倍率的照相透镜系统。这种可标定的高分辨率宽谱反射折射透镜式系统至今只建造了极少数,可望用于从天文学到侦察的应用。在晴朗的夜晚,该ＫｉｗｉＳｔａｒ系统可拍摄星云的良好图像或半英里之外的汽车牌照。就像用聚焦还原器来实现其它慢光学系统中的较高数值孔径一样,几十年来,人们已懂得用同心球面光学系统来减小或消除离轴像差为了发展他的成像系统,新西兰奥克兰工业研究公司的物理学家Ｂｅａｃｈ把具有特好宽角特…     

中国电信下一代网络实验工程采用国产软交换设备

日前，国产高端网络设备市场再传捷报，在中国电信下一代网络实验工程中，中兴Ｓｏｆｔｓｗｉｔｃｈ产品作为唯一的国产设备胜出。这是继２００１年１１月底中标中国网通宽带电话实验网工程项目以来，中兴通讯Ｓｏｆｔｓｗｉｔｃｈ产品获得的第二个运营商建设项目。面对网络技术的突飞猛进，中国电信决定启动下一代网络实验工程，对Ｓｏｆｔｓｗｉｔｃｈ技术进行完整试验，全面验证Ｓｏｆｔｓｗｉｔｃｈ技术在下一代网络建设上的先进性与可行性。中兴通讯Ｓｏｆｔｓｗｉｔｃｈ系统得到中国电信技术专家的高度认可，其体系架构思想在中国电信…     

非线性发射过载对激光引信光学接收系统的影响

激光引信包含精密光学系统,其中光学接收系统占重要地位,在常规弹药引信过程的应用中,高发射过载环境对系统弱回波聚焦质量造成严重影响,系统工作可靠性无法保证。提出接收聚焦透镜与窄带滤波片一体化方案,设计出一种新型缓冲结构接收系统光学,应用有限元分析软件ANSYS建立传统激光接收系统以及新型结构动力学模型,对接收聚焦透镜进行非线性动力学仿真以及ZEMAX光学仿真;最后进行空气炮冲击实验,结果表明:在经历70 000 g冲击加速度后,新型光学系统缓冲结构可有效缓解接收聚焦透镜塑性变形,提高脉冲激光束聚焦整形质量,激光回波能量显著增强。为常规武器激光引信接收光学系统抗高过载设计提供了一种新的方法和理论依据。     

单池受激布里渊散射脉冲波形的研究

实验研究了单池系统的结构参数对受激布里渊散射（ＳＢＳ）脉冲波形的影响,通过改变透镜焦距、透镜与池的距离可以很容易地在１．５～８ ｎｓ之间调节ＳＢＳ脉冲宽度。利用含有受激布里渊散射噪声的理论模型对ＳＢＳ脉冲波形进行了数值模拟,理论与实验符合较好     

一种应用于激光微烧蚀的光学聚焦系统简化设计方法

针对激光微推力器对光学聚焦系统结构紧凑、聚焦光斑尺寸小以及避免羽流污染的特殊要求,采用传统的光线追迹法研究单透镜直接聚焦、双透镜准直聚焦两种典型方案光学设计方法。针对低功耗半导体激光器光纤耦合输出的芯径和数值孔径条件,在50m级聚焦光斑约束下,研究单透镜聚焦系统设计方案,得到了透镜厚度、焦距、工作距等设计参数的关系;研究准直聚焦光学系统的双透镜系统设计方案,得到了透镜厚度、透镜中心距、工作距等设计参数特征关系。针对两种典型光学设计方案,给出了工程应用设计参数。文中提出的设计方法避免了复杂的光学设计过程,可为激光微推力器激光光束微尺度聚焦提供一种简单实效的方法。     

激光热灼枪准直镜头设计与非球面优化方法

为了满足激光武器对光束质量日益增长的需求,提出了一种光学准直系统的设计思路及非球面镜优化方法,并将该方法成功应用于一款激光热灼枪的镜头设计,使该枪可以在更远范围内获得更高质量的准直光束。首先在战技参数分析和光路计算的基础上得到初始结构,而后对其进行非球面优化,并基于ZEMAX对两次仿真结果做出对比分析,数值结果显示优化结构具有显著优势,其非球系数和曲率半径分别为0.584 mm和115.37 mm,光能利用率在使用GB 1316-88减反射膜的情况下可达99.92%。经过公差分析后加工出镜头并与枪体组合进行了木板烧蚀实验,实验与仿真结果吻合度良好,镜头性能的优越性证明了所提出设计及优化方法的可行性与合理性,也为其他领域的类似问题提供了一定的参考价值。     

透波结构的电厚度高分辨率测试技术

点聚焦透镜天线能微观确定透波结构的电厚度偏离程度。利用点聚焦天线的波束汇聚能力,通过对透波结构电厚度超差区域的准确定位,实现电厚度的高分辨率测试。采用频率变换的原理组建透射法相位测试系统,用两路合成信号发生器产生测试所需的差频微波信号,直接实时比较校正支路和测试支路的相差,达到了电厚度高稳定性测试。以实际型号为例,采用HFSS软件对点聚焦透镜进行设计仿真,给出设计参数,加工符合设计要求的点聚焦透镜并将其应用在透射法测试系统中,提高了透波结构电厚度测量与校正的工作效率。     

基于离焦深度法的自动对焦光路设计

基于离焦深度法设计了自动对焦光路,光路由激光 光源,准直扩束透镜,调焦透镜,摄 像头组成。使用ZEMAX软件模拟了对焦过程,通过控制调焦透镜的位置获取光斑半径,计算 对焦位置。 移动调焦透镜,分别在距离对焦目标5.62 cm,7.38 cm,14.02 cm,16.88 cm,20.94 cm处得到了弥散光斑 的直径。计算得到的误差在1mm以内。基于此,实际搭建了对焦光路并进行模拟。采用位移 滑轨模拟透 镜的变焦运动,由摄像头获取物面上的激光斑点,通过MATLAB编程来快速获得光斑直径的之 间的比例。 结果显示,对焦结果误差在1cm以内,考虑到导轨读数存在误差,摄像头像素有限,激光功 率不稳定等原 因,虽然实际结果与理论模拟之间存在差异,但证实了此方法的可行性。后续工作将用位移 平台替换手动 滑轨,编程精密控制透镜的移动位置,实现自动对焦。研究工作为改进本课题组已经开发的 便携式高灵敏 毒品荧光检测系统提供技术参考。     

二氧化碳探测仪镜筒结构的多目标优化设计(英文)

为满足镜筒结构高强度、轻量化及良好的热环境适应性的要求,研究了多工况下同时考虑结构刚度和一阶固有频率的多目标优化问题。首先,基于变密度连续体结构拓扑优化方法,采用加权和法和靶向量法定义了多工况下多目标优化函数;然后进行了镜筒的优化设计。整个优化设计包括拓扑优化和厚度优化两部分。在拓扑优化中,以刚度和频率最大为目标函数,得到了满足要求的镜筒结构材料的最佳分布,并以此为依据,完成了镜筒结构的三维建模;以拓扑优化所得结构的柔度值和一阶频率为约束,质量最小为目标函数,对镜筒结构各厚度进行了优化。优化设计结果表明,镜筒质量由18.63 kg减少至12.46 kg;重力作用下最大变形由0.013 mm减少至0.001 9 mm;热载荷作用下最大变形由0.098 mm减少至0.062 mm;一阶固有频率从65.6 Hz提高至189.83 Hz。该优化设计方法有效缩短了设计周期,提高了镜筒结构的性能,满足了系统设计要求。     

4×10Gbit/s并行光模块串扰优化设计

为了对4×10Gbit/s并行光模块光串扰进行优化,采用了ABCD传输矩阵法,结合光纤耦合约束条件以及准直透镜、自聚焦透镜和光纤端面球透镜的理论,设计出两套优化方案。研究了垂直腔面发射激光器光束特性,利用MATLAB进行理论分析,模拟得出光斑半径与发散角的关系,并分析了串扰情况。在ZEMAX非序列模式下完成了光路建模,优化结构中透镜参量以及光纤端面设计,进行了理论分析和实验验证,取得了优化后耦合光斑半径与耦合效率。结果表明,间接耦合优化结构中,到达光纤端面的光斑为53.72μm,耦合效率达到72.59%;而直接耦合优化结构中,到达光纤端面的光斑为3.695μm,耦合效率高达到76.11%,有效地解决了并行光模块之间的光串扰问题。这一结果对光网络信号传输质量优化方面是有帮助的。     

激光发射天线仿真平台设计

为了给激光发射天线的设计优化提供一种可视化自动设计手段，采用MATLAB仿真技术构建了一种基于倒置望远镜系统结构的激光发射天线仿真平台, 进行了激光发射天线的理论分析和仿真实验验证。通过灵活设置激光谐振腔关键结构参量以及倒置望远镜系统透镜组合方式，实现了发射天线发射前后的激光2维光强分布、激光3维光强分布、激光光束3维结构以及变换后激光束腰与透镜组合离焦量的关系曲线的仿真。结果表明，波长550nm的激光变换后束腰半径从0.073mm变为12.202mm，发散角从0.275°变为0.00164°，成功压缩了激光发散角; 此平台进行的仿真过程形象直观，可根据需要自动优化设计出最优的激光发射天线结构。该仿真平台的构建为激光发射天线的可视化自动设计提供了全新的方法。     

改进型激光三角测头设计

设计了一种改进型激光三角测头,在传统直射式激光三角测距方法的基础上,提出了一种新型单透镜设计理念。以普通直射式激光三角法为基础,对该光路进行改进,在光学系统中使用一个分束镜来取代传统激光三角测头的聚焦透镜和成像透镜,令其与聚光透镜和光电探测器共轴,使系统的结构更加紧凑,并推导了满足该结构的Scheimpflug条件。同时利用Zemax光学设计软件仿真光学系统,系统入瞳直径4 mm,焦距20 mm,总长20.5 mm,满足测量系统的小型化。当与合适的光源和探测器配合使用时,能够在保证较高测量精度的前提下获得更大的工作范围,提高测量系统的环境适应性,可广泛应用于工业实时在线检测以及军事领域。     

激光半主动光学系统设计与可视化检测

激光制导是当今最常用的制导方式之一,激光半主动光学系统性能的优劣直接影响其制导精度。提出了一种激光半主动光学系统像差优化设计方法,通过赋予不同的球差与离焦量实现激光半主动光学系统初始结构设计,通过对非对称像差优化实现光斑均匀化设计,设计并研制了折射式激光半主动光学镜头,光学系统工作波段1064 nm,视场为±9.2°,光斑大小5 mm,能量分布均匀;为解决激光半主动镜头不能单独检测的问题,提出了利用色差特性实现镜头低成本可视化检测的原理,并搭建了激光半主动光学镜头的可视化检测系统。镜头的测试结果表明,光斑大小满足设计要求,低成本可视化检测系统大幅提高了镜头检测效率,并易于工程化,批量化生产。