用于引信的组合发光系统研究

为了得到周视引信所需光源的整形光束,每个光源采用3个平铺排列的半导体激光器组合发光而得到,用Zemax在序列模式下对激光快、慢轴的光束使用柱面镜分别进行准直和扩束。在两个方向的发散角均满足条件后,使用此透镜结构,在非序列模式下以3个激光光源进行模拟,实验结果证明,虽然和在序列模式下略有变化,但基本满足需求,实现了快轴方向准直后为1.34°,慢轴方向扩束后为50.6°。     

3 Bar半导体激光器的光束整形系统研究

在壳体成型系统中,激光光束的均匀性和集中性直接影响壳体加工的效率和质量。为了提高壳体固化效率和质量,采用微柱透镜和半圆柱透镜相配合的方式,对壳体固化系统所选用的3bar条半导体激光器所发射的光束进行准直和整形。从物理光学的角度对准直系统的工作原理进行了分析,搭建了仿真光路图并给出了准直后的光斑发散角和整形后的能量分布情况。设计了一款慢轴发散角小于3°、快轴发散角小于5°、光斑尺寸小于20mm×10mm的激光光源整形准直系统。有效的提高了半导体激光器的固化效率和壳体成型质量。     

单管半导体激光器快轴准直轴向误差分析

分别采用ZEMAX光学设计软件和高斯光束传输变换理论算法对单管半导体激光器快轴准直透镜轴向误差进行模拟计算分析。基于微透镜准直设备的单管快轴准直实验结果与两种方法得到的结果进行对比,分析得出高斯光束传输变换理论计算的曲线图更加接近实验结果。     

半导体激光器光束准直系统设计

为了解决半导体激光器出射光束发散角大的问题，对高斯光束远场性能进行了分析，得出不能采用常规的倒置望远镜方法实现半导体激光器光束准直的结论．针对一种5mW半导体激光器。提出使用组合透镜的方法使其实现光束准直．运用光学设计的PW方法，使用ODP2光学设计软件，设计了两组三片式组合透镜构成的光束准直系统，经过象差检验，准直效果好．     

LD纵向泵浦Nd：YAG连续运转激光器实验研究

报导了用ＬＤ纵向泵浦Ｎｄ：ＹＡＧ晶体连续运转激光器实验研究结果。采用多组透镜构成的光学耦合系统准直、聚焦ＬＤ光束,用透过率为３％,曲率半径为３００ｍｍ的输出镜耦合输出,在泵浦功率为１．３３Ｗ时,获得１．０６μｍ波长的激光输出功率为３６０ｍＷ,斜率效率为３５．３％,光－光转换效率为１８．９％。     

双曲面微透镜高功率半导体激光器光纤耦合

本文对半导体激光器与多模光纤耦合问题进行了研究.对利用双曲面微透镜进行半导体激光器光纤耦合的方法进行了理论分析,提出了利用两个半柱型透镜代替双曲面透镜的计算模型,通过计算在理论上进一步验证了这种透镜对半导体激光器快轴和慢轴同时准直的效果.并利用这种双曲面透镜对发光面积为1μm×100μm的半导体激光器与芯径50μm的多模光纤进行耦合实验得到总耦合效率为74%.     

组合透镜对半导体激光器光束整形分析及应用

针对二极管激光器发出的光束在快慢轴方向发散角不同和现有的半导体激光器光束的整形方法的成本较高,提出了利用几何光学的方法,采用双曲面透镜-微透镜-椭圆柱面-平面-平面-圆柱面透镜组合,最终将光束变成宽度很窄的平行光,进入光纤.该方案具有设备简单,可控参数较多等优点.     

半导体激光阵列快轴准直特性

为解决大功率半导体激光阵列快轴准直镜装调缺乏定量研究的问题,利用光线传输矩阵法和CCD成像法,获得其准直后光束的指向和发散角.对比半导体远场特性分析仪测量准直后的残余发散角可知,利用光线传输矩阵法和CCD成像法测量角度,测量误差可以控制在13%以内,CCD成像法可作为调整半导体激光阵列准直的有效监测手段.同时,测试6个自由度上准直镜的位置对快轴准直的影响,分析各轴上准直镜位置的允许偏差量,为全自动装调快轴准直镜的算法优化提供了实验基础.结果表明:快轴准直镜装调对各轴运动精度要求不同,尤其对y轴运动精度要求最高.     

多模光纤耦合LD输出光束的空间耦合技术

为了研究多模光纤耦合LD输出光束通过空间耦合后的光场分布,分析了多模光纤输出端面的光场分布,用光学ABCD矩阵讨论了多模光束通过光学系统的变换特性.并实验测量了通过薄透镜耦合后的光束分布参数,测量结果在束腰附近与计算结果相当吻合;对不同薄透镜的数值计算发现,增加入射光束到透镜的距离,或者使用短焦距的透镜,都能起到压缩光斑尺寸的目的.对于空间耦合泵浦固体激光器的光纤耦合LD的输出光束,使用短焦距的透镜要优于使用长焦距的透镜.     

准直LED光斑定位系统设计

针对准直激光在长期工作过程中很难克服的漂移问题,设计了一套准直发光二极管（LED）光斑定位系统。该系统将LED光源发出的光经透镜汇聚进光纤,再经过准直器准直输出,用CCD探测光斑图像,采用多圆拟合法定位光斑位置。将系统与定制的半导体激光器（LD）准直定位系统进行了长期稳定性对比实验。结果表明,所设计的准直的LED光斑定位系统光斑位置漂移量更小,稳定性更高,可以作为高精密光学测量的定位基准光源。     

光导纤维用于光电转换系统的研究

介绍了一种利用光导纤维进行光信号传输，并以此为基础构成的光电转换系统的原理、组成及性能，最后对影响系统测量精度的有关特性进行了讨论     

动态光学系统的物象共轭理论

本文将光学成象系统抽象为动态光学系统,通过对动态系统的分析研究,导出动态光学系统的物象共轭关系。该关系式在更高层次上概括了光学系统的物象关系,使得对各种存在运动组元的光学系统的研究(如:变焦系统、稳象系统、扫瞄跟踪系统、光学模拟系统及光学系统动态调整、动态误差分析等等)公式及方法得以统一。     

光学瞄具三轴一致性检测系统研究

针对光学瞄具三轴一致性参数对其性能产生的影响,设计一套采用离轴抛物镜、两块分光镜及高精度CCD相机等关键技术,实现光学瞄具白光瞄准轴、红外瞄准轴、激光发射轴三轴一致性检测的系统。分析系统成像光路,建立了三轴一致性的数学计算模型,对检测方法中误差因素进行测量、分析,最后采用精度为0.5″的自准直经纬仪对检测系统进行标定,实验结果表明,检测系统测量误差〈3″。     

高分辨宽覆盖遥感相机光学系统研究

本文讨论了高分辨宽覆盖遥感相机光学系统的可能结构形式及其它可能实现的新途径。     

光学稳象系统

本文从稳象模式出发推出并讨论各种典型的光学稳象系统以说明稳象数学模型的具体应用。文中所推出的系统可做为实际系统设计的参考     

致冷型二次成像离轴三反射镜光学系统设计

研究并设计了一种适合于致冷成像的离轴三反射镜光学系统.设计了二次成像的反射系统结构,将冷光阑作为系统的孔径光阑,得到100%的冷光阑效率,第二和第三反射镜将孔径光阑成像在第一反射镜的位置,有效地减小了第一反射镜的口径.通过调整每个反射镜的偏心与倾斜,实现系统的无遮拦,使用高次非球面校正像差,保证了系统的成像质量.设计的致冷型红外系统工作波段为3~5μm,焦距为500mm,F数为2,视场为10°×0.5°.该系统各视场的调制传递函数在奈奎斯特频率处(20lp/mm)都在0.5以上,并具有紧凑的结构.     

Application of binary optical element to infrared hyperspectral detection

In 1988 Swanson and Veldkamp et al.[1] rectified single lens longitudinal chromatic aberra-tion and spherical aberration based on the characteristics of color-dispersion of BOE, and they prepared a new type of BOE—— a multi-phase structure lens. From then on, a lot of work has been done to explore the application BOE in the optical imaging field[2—5]. However, the charac-teristics of BOE in color-dispersion only depend on incident wavelength, which poses a great problem to investigator…     

太阳模拟器光学系统设计

论述了太阳模拟器的工作原理,设计了一个太阳模拟器光学系统,该系统由椭球面聚光镜、光学积分器、光阑、准直物镜等组成,并对准直性误差进行了理论计算。设计结果表明,成像质量良好,满足系统的技术要求。     

镜头畸变和照度随主光线角度变化的优化分析

手机镜头作为典型的大视场大孔径光学系统,在进行光学设计时会出现像面边缘照度过低。降低边缘主光线角度可以改善边缘照度,但是同时也会使边缘畸变增大。取边缘主光线角度,畸变为变量,使用ZEMAX对手机镜头进行仿真优化,通过改变边缘主光线角度、畸变、像面照度,寻找三者之间的联系。通过一系列仿真数据分析,发现当系统边缘主光线角度变小时,系统边缘照度会被提升,但相对畸变也会被提升。使用Matlab对多组仿真数据分析,可以在畸变和边缘照度上找到最佳平衡。对实际系统进行了优化,在边缘主光线角度为17.5°附近能求解到最佳平衡解。通过该优化设计使原系统光学总长缩短了0.9mm,整体畸变下降了0.3%,MTF也有显著提升。     

月球模拟器光学系统设计

针对传统的月球模拟器的辐照特性差、体型巨大、成本较高等缺点,本文应用液晶光阀技术设计了一种新型的月球模拟器,并重点对月球模拟器光学系统进行了研究。选用LCOS芯片作为模拟光源的调节器件,采用偏振分光棱镜将照明光源发出的光变为偏振光,通过控制系统对LCOS芯片的控制,利用LCOS芯片的反射特性对偏振光进行调节,实现了不同有效通光孔径的模拟,通过光学系统对LCOS反射光进行优化,将出射光调制成像质不失真的月相,可以模拟不同的月相及辐射特性。相对传统月球模拟器,采用LCOS器件的月球模拟器有效的提高了控制精度与模拟能力、减小了模拟器体积。仿真结果表明：设计的月球模拟器光学系统可以满足设计要求,并且亮度不均匀性好。