低温红外镜头设计仿真方法及试验验证

在低温环境下镜头结构会产生热变形,对镜头光学传递函数（MTF）及离焦量均会产生影响,从而影响光学成像质量。在此基于某红外遥感器,针对210 K低温工作环境,设计了一套具备热卸载功能的透射式低温镜头。对其建立有限元模型,并加载模拟在轨工作环境温度场,得到热变形数据,最终计算出镜头MTF及离焦量变化,并通过该仿真分析手段对低温镜头结构进行优化设计。低温镜头装调完成后,将低温镜头及其他配合测试设备置于真空罐内,在常温与低温环境条件下,对光学系统MTF及最佳焦面位置进行测试标定。测试结果表明,各项偏差在可接受范围之内,MTF仅变化0.2%,说明使用的低温镜头多场耦合仿真方法是可靠的,能够对红外遥感器低温镜头设计进行指导。     

Boundary Effect of Planar Glow Dielectric Barrier Discharge and Its Influence on the Discharge Structure

The dielectric barrier discharge(DBD) in the glow regime in neon has been investigated by experiment and two-dimensional(2D) fluid modeling.The discharge was carried out in a planar DBD system with segmented-electrodes driven by square-wave voltage.The results show that the glow DBD originates in the center of the electrode and expands outward to the electrode edge during each half cycle of the voltage,forming a radial structure.The discharge decays firstly in the inner area but sustains longer in the edge area,showing a reversed discharge area.The discharge cannot completely cover the entire electrode surface,but remains a border of non- or weak discharge.The fluid modeling shows a similar result in agreement with the experiments.The simulations indicate that the electric field in the edge area is distorted due to the boundary effect so that the electric field and charge distribution are different from that in the inner part.The distorted field reduces the longitudinal component near the edge and causes the local field to be lower than that in the center,and hence makes the discharge behindhand.It also induces a transverse field that makes the discharge extend radially outward to the edge.The boundary effect plays an important role in the glow DBD structure.     

大口径菲涅耳透镜远距离宽光谱聚光系统设计

针对使用光纤光谱仪探测远距离宽光谱弱信号的应用需求,基于成像光学与非成像光学的混合设计方法,设计了大口径菲涅耳透镜聚光系统。系统由直径为1.1 m的菲涅耳透镜、匀光棒、全反射准直器和中继透镜组组成,接收端为直径为2 mm、数值孔径为0.22的光纤束。大口径菲涅耳透镜具有质轻体小的优点,解决了传统大口径透镜体积大质量大的问题。由匀光棒和全反射准直器组成的非成像光学元件后组可减小由菲涅耳透镜口径增大引起的球差和宽光谱色差,使光信号能量分布更加均匀且出射角度减小;中继透镜组进一步控制光束发散角和光斑尺寸,使光信号在光纤束端面高效率耦合,提高系统的光能利用率。仿真和实验结果均表明,所设计的后组系统能够减小像差影响,有效控制光束发散角度和光斑尺寸,提高光能利用率,满足光纤光谱仪对远距离宽光谱弱信号进行光谱探测的需要。     

海绵城市理念下生态城市道路建设实例分析

海绵型城市道路建设是协调城市创新发展与环境资源保护间矛盾的重要举措。通过自然积存、自然渗透、自然净化等生态措施,改变传统“快排”模式,以“生态海绵”的形式缓解城市内涝和消除黑臭水体,实现雨洪资源的渗透、蓄存、净化、利用的良好生态循环。文章以遵义市共青大道拓宽改造项目为切入点,阐述了海绵型城市道路排水防涝和雨洪资源综合利用的规划思想,并对雨洪径流生态控制措施及建设成效进行了分析,以期为类似工程提供支撑。     

用于光丝激光雷达收集系统的非球面环带菲涅耳透镜设计

为满足激光雷达收集系统对远距离荧光信号探测要求,提出了一种基于多软件协同循环优化各环带面形的非球面环带菲涅耳透镜设计方法,并进行了透镜面形误差分析及透镜样件性能测试。利用该方法设计了一个直径为300 mm、焦距为670 mm的高收集效率菲涅耳透镜,使用LightTools软件对设计的菲涅耳透镜进行了光学仿真,收集效率可达52.2%。仿真和实验结果均表明：在400～950 nm光谱范围内,设计的菲涅耳透镜减小了透镜球差和色差对收集系统的影响,具有较高的能量收集效率,提高了系统光能利用率,满足系统性能指标要求。