目视观察和CCD探测两用显微物镜

ＣＣＤ探测器已经在光学仪器中得到了广泛的应用，人们提出了研制目视观察和ＣＣＤ探测两用显微物镜。它是一种短筒长，长工作距离的特种显微镜。配方对它进行了详细讨论，并给出了低倍，中倍和高倍率的设计结果。我们深信，这种显微物镜在各种领域的应用潜力是巨大的。     

传像光纤束的物镜设计

在大截面传像束前置光学系统设计中,采用“负- 正”型式的像方远心光路结构,在像 差校正过程中引入标准二次曲面和偶次非球面,能很好地解决镜头轴外像差校正与像面照度均匀性问题,同时使镜头结构紧凑、小型化。通过理论计算和ZEMAX光学软件的优化,给出工作波长0. 8～1. 1μm,焦距5mm,相对孔径为1∶3. 8,光学长度为47.5mm,视场角为60°的镜头设计实例。对设计结果的分析表明,该镜头在31 lp /mm空间频率处的MTF值超过0. 78,像质优良。     

利用光纤传像束的内窥镜物镜设计

光纤传像束用于内窥镜时,对内窥镜物镜的结构型式和成像质量提出了新的要求。在分析了其基本设计原则后,根据实际需求,选用反远距型物镜作为初始结构,利用Zemax软件优化设计了一个工作波段0.38~0.78 m,焦距0.921 mm,全视场100、相对孔径1/4的内窥镜物镜。镜头总长10.32 mm,满足像方远心要求,在38 lp/mm频率处MTF值在0.85以上,像质优良;同时,在Tracepro软件中建立了所设计物镜与光纤传像束结合后系统的模型,模拟的系统耦合效率约为96%且出射端照度均匀。结果表明:该物镜具有视场大、短焦距、结构合理、耦合效率高、像面照度均匀等特点,满足内窥镜要求。     

光刻机投影物镜像差的现场测量技术

为了在光刻机工作过程中保证投影物镜的成像质量．人们开发了一系列投影物镜像差的现场测量技术。对目前国际上常用的几种高精度投影物镜像差现场测量技术进行了分析和比较。     

反射(折反)式望远镜物镜的形式及其像差

介绍了反射（折反）式望远镜物镜结构形式的发展,归纳和总结了典型结构的光学元件曲面形式和系统像差情况。     

深紫外光刻投影物镜的三维偏振像差

深紫外光刻投影物镜是光刻机的核心部件,然而无论是照明光场偏振态的空间分布,还是光刻投影物镜自身的偏振像差都将改变光束的紧聚焦特性,对成像质量造成不可忽略的影响。基于三维琼斯矩阵,把偏振像差函数推广到三维空间,建立了三维相干光场中偏振像差的评价方法,并分析了典型的偏振敏感光学系统深紫外光刻投影物镜的三维偏振像差,详细阐述了其物理意义。研究发现:三维偏振像差函数的光瞳分布与视场、光学薄膜以及光学系统的自身结构密切相关。深入讨论了光学薄膜及偏振效应对光刻投影物镜成像质量的影响,进一步研究了照明光场的偏振态分布与光学系统波像差的关系,研究表明:光学薄膜引入的附加位相将导致光刻投影物镜的像质明显下降,而采用径向矢量光场照明可以改善成像质量。     

用于亚公里级三维成像的全光相机主物镜设计

The plenoptic camera can refocus after imaging, and obtain the position and direction information of the target at the same time with one exposure. Compared with the active distance measurement method and the traditional passive distance measurement method, the depth measurement method based on the plenoptic camera has the advantages of being difficult to detect and easy to calibrate. The plenoptic camera 3D imaging technology is a computational imaging technology that integrates the front-end optical system and the back-end information processing. The current research works mainly focus on the back-end information processing algorithm et al. There are few reports on the research of the front-end optical system. Therefore, the design of the front-end optical system was researched. Firstly, a calculation model was established for the depth resolution of a plenoptic camera based on multi-eye vision and the influence of optical system performance parameters was analyzed such as focal length and F-number on the object depth resolution. Secondly, the influence of factors was analyzed such as the blocking ratio of the two-mirror optical system and the magnification of the secondary mirror on the system parameters. Finally, a plenoptic camera main objective optical system for sub-kilometer-scale 3D imaging was designed comprehensively considering the design, processing, assembly, and ranging performance. The focal length of the system is 500 mm, the total length of the system is less than 163 mm, the telephoto ratio is less than 1/3, and the working temperature range is ?40 -70 ℃. The full field of view MTF in 80 lp/mm is better than 0.3 at different temperatures. If the plenoptic camera uses this objective and a sub-pixel recognition accuracy algorithm of 1/8 pixel, a depth resolution of less than 5 m can be obtained at 0.5 km.     

用于探测微量气体的室温红外仪器

美国约翰逊空间中心最近研制成一种用以探测空气中浓度非常低的CO或其它几种气体的基于激光器的紧凑型便携式中红外仪器.该仪器在一个样品室内采用了红外吸收光谱技术.该样品室既可以盛空气样品,又可以受空气流量的作用.对样品室质询的激光束是由一个受两束激光束激发的体非线性光学媒质中的差频振荡(DFG)形成的.     

对NETD表达的红外热像仪探测距离的讨论

红外热像仪对目标的探测距离的计算方法已有多种,本文对基于目标与背景温差△T0和等效噪声温差NETD而推导出的公式进行了分析,对大气透过率τa对△T0的衰减作用提出了不同的看法,并据此对基于△T0和NETD的热像仪探测距离公式进行了修正,对影响NETD参数的诸多因素进行了分析.在此基础上,推导出了热像仪对含有不同温度的多个红外辐射源的同一目标的距离计算公式.     

像元级倍增CCD结构的设计与验证

在CCD像元内集成了由重掺杂PN结组成的APD结构,使CCD的像元具备了雪崩倍增功能。CCD实现像元级倍增,可使探测信号从探测器的探测端被增大,可提高探测器的探测灵敏度。进行了像元结构仿真、工艺仿真、像元倍增结构设计等工作,设计了512(V)×512(H)阵列规模的像元级倍增CCD,开展了工艺流片、工艺优化、封装测试等工作,验证了CCD的像元倍增功能。     

可见光／近红外兼容的CCD探测系统研究

通过对具有近红外响应特性的通用CCD的特性分析，设计出一种战场适用性强、简易、经济的多光谱探测系统。文中对系统设计中的两个关键因素，即微弱信号检测和多光谱图像融合问题，给出详细的解决思路和设计方法，并对系统的应用前景进行了分析。     

用于远红外相干探测的热释电探测器

介绍了热释电探测器在托卡马克(tokamak)等离子体远红外激光干涉诊断中的应用,指出Fabry—Perot干涉效应对探测器性能的影响,并作了实验验证。提出在高温等离子体实验条件下,热释电探测器的一些设计考虑。     

用于探测大气臭氧的准分子激光雷达系统

测量臭氧在大气中垂直分布的最有前途的方法之一是最近在紫外光谱区用差分吸收法的雷达探测.这种雷达的工作原理在于:记录在大气中散射的两个接近波长的光信号,其中之一在所研究的气体中强吸收,第二个波长是参考波.关于在紫外光谱区的雷达系统用于测量对流层和平流层臭氧的浓度已有一些报导.     

CCD探测装置进行目标搜索的一种新方法

在防空系统中,CCD探测装置通过周期性扫描进行目标搜索、在详细地分析扫描速度对目标搜索影响的基础上,借鉴人眼目视搜索时的运动特性,建立了CCD探测装置“快速转移凝视”搜索模型,很好地解决了扫描速度的矛盾,并在实践中得到验证。     

用于红外探测的焦平面处理器

本发明提供一种用于红外探测的焦平面处理器。在该处理器中,像元信号读出和模拟/数字转换都是在包含成像列阵的集成电路内进行的。每个像元的电荷被积     

用于微光探测的光电倍增头

光子探测通常是要求高灵敏度的光学测量所要选择的方法.因为用近于皮秒的时间分辨率方法很容易实现单光子探测,这种方法应用的领域很广,诸如半导体检验,细菌和癌症探测、共焦显微镜和高能物理等.如果光子达到很高频率或信号具有限定的寿命,就要求探测器具有高带宽、高增益和高灵敏度.只有光电倍增管具有这种功能,它具有较大的面积,且容易得到.这种光电倍增管中的新型负电子亲和势光电阴极在可见光谱波段量子效率可达40%,从而使光子—电子间的转换灵敏度极高.     

用于人体皮下肿瘤探测的优化喇叭探头

讨论应用微波探测人体皮下肿瘤时的一种优化喇叭探头。采用ＦＤＴＤ法分析了喇叭探头的微波反射特性，获得了多组探头的探测深度与喇叭结构参数之间的关系曲线，并进一步确定了一种优化的喇叭探头结构。