玻璃平板补偿读数式准直光学系统设计

针对枪用光学瞄具的零位变化量检测技术现状,设计了一种基于玻璃补偿读数的准直光学系统。系统采用类似双高斯结构,进行了光学参数计算和ZEMAX模拟优化,经实际使用,其分辨率可达到0.01mil。     

三片式照相镜头的演化形式及光学性能

三片式结构在照相镜头设计中有着十分广泛的应用.随着光学设计技术的发展,三片式镜头的结构形式也在不断发生变化.全面总结了三片式镜头的演化过程及形成的各种结构形式,分析了各类结构形式的特点,并结合ZEMAX软件分析了镜头的弥散斑、场曲、畸变和光学传递函数等光学性能,给出了选择三片式镜头结构的方法和原则.     

基于MEMS闪耀光栅的波分复用器的研究

针对刻划光栅因周期误差和刻线的不平整所带来的鬼线和杂散光的不足和缺陷,提出了基于MEMS闪耀光栅的波分复用器的构成方法,介绍了基于MEMS闪耀光栅的波分复用器的基本组成,介绍了MEMS闪耀光栅的工艺实现以及提高其衍射效率的方案.在LabVIEW中对MEMS闪耀光栅进行了数值仿真分析,同时在ZEMAX中对波分复用器进行了光线追迹,其结果证明了MEMS闪耀光栅应用于波分复用器中的可行性.     

基于ZEMAX的激光光束整形技术试验研究

由于半导体激光器的发散角较大且输出的光束光斑是椭圆形,因此需要对其输出的光束进行空间整形,形成一个近似圆形的激光光斑。激光扩束镜就是一种比较简单且非常方便的激光光束整形器件,本文将激光扩束镜作为一个激光整形系统与半导体激光器耦合,形成一个完整的激光光束整形系统。利用ZEMAX光学仿真,并进行室外试验验证,最后对试验结果进行了分析。     

双光子聚合加工的光路模拟

为了研究双光子聚合加工光路系统对聚合效果的影响,使用ZEMAX软件对光路系统的3个主要部分,即扩束镜、扫描振镜和聚焦透镜分别进行了设计,然后将3个部分结合到一起,从整体上模拟了整个光路系统,并且在光路中放置探测器来监控激光光束的变化情况。从模拟结果中可以直观清晰地观察到激光光束的能量分布在光路中的变化情况,主要分析了扩束镜对最终聚焦效果的影响。结果表明,扩束倍数越大,扩束镜越靠近光源,聚焦后焦点处的能量越高。该模拟结果也为实际实验系统的搭建提供了依据。     

机器视觉光路的鬼像分析

分析了机器视觉系统光路中鬼像的来源及危害,给出了怎样利用光学设计软件ZEMAX进行鬼像分析。以某机器视觉系统为例详细阐述并列举了消除机器视觉系统鬼像的一般方法。     

近红外荧光扫描用共聚焦光学系统设计

为了实现近红外荧光的高分辨率扫描,设计了用于近红外荧光扫描的激光共聚焦光学系统。采用复消色差显微物镜结构设计了物镜,采用凹凸双透镜结构设计了点光源光路和照明光路,采用柯克物镜结构设计了发射光路,并采用ZEMAX软件进行了光学设计和仿真。实验表明：物镜的数值孔径为0.42;点光源光路的焦点弥散斑小于0.2 μm,将圆形光斑激光很好地转换成了点光源,其离焦弥散斑的直径小于40 μm,满足照明针孔的尺寸要求;照明光路的焦点弥散斑小于1 μm,且焦点弥散斑的能量在2 μm范围内超过了83%,因此焦点光斑的能量集中度很高;发射光路的离焦弥散斑的直径小于100 μm,满足照明针孔的尺寸要求;同时照明光路和发射光路都具有较高的光学传输效率。该激光共聚焦光学系统具有数值孔径较大、工作于近红外光谱区、分辨率高的优点。     

基于移动物镜中少数透镜的快速轴向扫描系统

近年来,神经细胞中快速荧光信号的随机三维成像成为研究的热点问题,对双光子荧光显微成像系统中轴向扫描速度提出了更高的要求。本文设计一种快速轴向扫描系统,通过电致位移驱动器件,驱动显微物镜中靠近样品端的聚焦透镜组,实现物镜前焦点在轴向的快速扫描。系统中由少数透镜组成的聚焦透镜组与主透镜组之间为近平行光路,适应大范围扫描;聚焦透镜组质量轻、驱动器负载小、扫描速度快。用ZEMAX软件对系统进行仿真分析,结果表明:当扫描深度从0～500 μm变化时系统MTF曲线变化很小。聚焦透镜组重量仅有0.1 g,以压电陶瓷作为位移驱动元件可达到千赫兹量级的扫描频率,能够满足神经功能成像的大范围和快速轴向扫描要求。     

基于ZEMAX的红外光学系统设计与优化

阐述了该光学系统研究的意义,确定了基本设计原则。然后进行了平行光管和望远镜的高斯光学结构模型及设计,建立了具体的数学模型并进行求解。最后根据目标耦合光路结构,利用ZEMAX软件对该光学系统进行了优化设计,对优化结果进行了像质评价,得出了结论。该系统解决了红外光学精确制导系统动态跟踪特性的内场测试的一系列问题,促进了红外黑体跟踪目标地面等效测试的发展,对提升仿真试验技术能力提供了重要的硬件支撑。     

使用ZPL宏指令辅助设计离轴三反射镜系统

由于离轴三反射镜系统拥有视场大、无色差、适用温度范围宽、对材料无限制、无中心遮拦、可轻量化设计等一系列优势,在航天遥感中正被越来越广泛地应用.结合常用光学设计软件ZEMAX的Macros功能,通过将自己编写的ZPL宏指令加入系统评价函数中来限制离轴三反优化过程中的挡光问题,并给出了具体的设计、使用步骤.