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变焦距镜头高斯光学设计的新方法

光学学报 2002年第8期22卷 983-988页

作者：王琦王光宇程雪岷王涌天中国科学院沈阳计算技术研究所沈阳110004 沈阳青云数码科技有限公司沈阳110004 北京理工大学光电工程系北京100081

突破了对像面漂移量的有理函数计算传统 ,考虑到组元运动曲线的间断性 ,给出了变焦距镜头高斯光学全新的最优化设计方法 ,借助于切比雪夫多项式 ,做到了任意组元联合直线运动的光学补偿 ,以及实现了简便的和有效的任意组元任意变焦方式... 详细信息

突破了对像面漂移量的有理函数计算传统 ,考虑到组元运动曲线的间断性 ,给出了变焦距镜头高斯光学全新的最优化设计方法 ,借助于切比雪夫多项式 ,做到了任意组元联合直线运动的光学补偿 ,以及实现了简便的和有效的任意组元任意变焦方式的机械补偿。

关键词：变焦距镜头高斯光学切比雪夫多项式最优化设计方法光学科学

二维调制传递函数及其在波前差检测方面的应用

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光子学报 2014年第12期43卷 125-131页

作者：康吉强程雪岷郝群清华大学深圳研究生院广东深圳518055 北京理工大学光电学院北京100081

光学系统像质分析在光学系统设计、加工和装调过程中具有重要意义.像质分析常用的方法有调制传递函数法和波前差法.对于高分辨率光学系统,传统的一维调制传递函数由于只提供了一维空间频率信息,因此在像质检测时有一定的局限性.本文基... 详细信息

光学系统像质分析在光学系统设计、加工和装调过程中具有重要意义.像质分析常用的方法有调制传递函数法和波前差法.对于高分辨率光学系统,传统的一维调制传递函数由于只提供了一维空间频率信息,因此在像质检测时有一定的局限性.本文基于随机数图像的傅里叶功率谱密度理论,提出了一种利用随机数图像作为目标物来测量成像光学系统二维调制传递函数的方法;通过利用NewtonCotes求积公式,对有像差系统的光学传递函数计算公式做进一步推导,提出了利用实际成像光学系统的二维调制传递函数值直接计算系统波前差的算法.实验结果表明,二维调制传递函数较之一维调制传递函数更能真实地反应成像光学系统的成像性能;利用二维调制传递函数计算得到的波前差与理论波前差在轮廓上有较好的一致性,可以作为实际系统波前差分析的一条新途径.

关键词：几何光学像质分析波前差调制传递函数随机图像功率谱密度数值积分

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快速反射镜研究现状及未来发展

应用光学 2019年第3期40卷 373-379页

作者：王震程雪岷清华大学深圳研究生院精密仪器系深圳518055

快速反射镜具有体积小、定位精度高、带宽高、响应速度快等优点,被广泛应用于激光通信、图像稳定系统、天文望远镜等光电系统中。为了对快速反射镜相关研究领域研究者提供一定便利,简要介绍了快速反射镜的工作原理,从多种角度介绍了快... 详细信息

快速反射镜具有体积小、定位精度高、带宽高、响应速度快等优点,被广泛应用于激光通信、图像稳定系统、天文望远镜等光电系统中。为了对快速反射镜相关研究领域研究者提供一定便利,简要介绍了快速反射镜的工作原理,从多种角度介绍了快速反射镜的分类,并阐述了不同种类快速反射镜的技术特点及性能差异。从技术特点、性能指标、实际应用3方面介绍了多款国内外研究机构的快速反射镜产品。展望快速反射镜的几项关键技术,指出高闭环带宽、高控制精度和数字控制是快速反射镜的发展趋势。

关键词：快速反射镜支撑结构结构设计控制性能

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深海探测变焦光学系统的设计

激光与光电子学进展 2013年第9期50卷 147-153页

作者：杜柯程雪岷郝群清华大学深圳研究生院广东深圳518055 北京理工大学光电学院北京100081

为了满足深海探测的需求，设计了大相对孔径、水下专用的变焦光学系统。对水下变焦系统的特点和设计方法进行了研究。采用机械式变焦方式，设计了像面尺寸为8．8mm×6．6mm，变倍比为2×的变焦光学系统。变焦过程中光学系统相对孔径保... 详细信息

为了满足深海探测的需求，设计了大相对孔径、水下专用的变焦光学系统。对水下变焦系统的特点和设计方法进行了研究。采用机械式变焦方式，设计了像面尺寸为8．8mm×6．6mm，变倍比为2×的变焦光学系统。变焦过程中光学系统相对孔径保持不变，相对孔径为1／1．4，短焦端的全视场为66°，长焦端的全视场为36°，有效焦距范围5．9～11．8mm。变焦系统使用一片高阶非球面，系统总长为245mm。水密窗口采用圆顶壳式水窗，抗静压能力强。在短焦、中焦和长焦位置，空间频率42lp／mm处的轴上视场和1．0视场的光学传递函数值均大于0．6，另外系统各变焦位置的最大畸变均小于5％。变焦系统结构紧凑，成像质量良好，可以满足实际应用的需要。

关键词：光学设计水下光学系统变焦系统大相对孔径

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三维悬线式力矩器的等效刚度模型

清华大学学报（自然科学版） 2009年第2期49卷 210-213页

作者：张布卿马建设潘龙法程雪岷唐毅清华大学精密仪器与机械学系光盘国家工程研究中心北京100084 清华大学深圳研究生院光盘国家工程研究中心深圳分中心深圳518055

三维悬线式力矩器是高密度光学头系统中的核心组件,其等效平动刚度和转动刚度直接决定着光学头克服和补偿系统误差的能力。该文根据三维悬线式力矩器的悬浮支撑模型,依据外力作用下悬线的变形协调关系,利用卡氏最小功原理建立了三维悬... 详细信息

三维悬线式力矩器是高密度光学头系统中的核心组件,其等效平动刚度和转动刚度直接决定着光学头克服和补偿系统误差的能力。该文根据三维悬线式力矩器的悬浮支撑模型,依据外力作用下悬线的变形协调关系,利用卡氏最小功原理建立了三维悬线式力矩器在各个有效运动方向上的等效刚度模型。进而由等效刚度可计算出三维悬线式力矩器的固有频率。最后利用Doppler激光测振仪对实验样品进行固有频率测试,实验结果与理论结果相比,最大误差不超过8.5%。该等效刚度模型对力矩器可动部的设计具有重要的理论指导作用。

关键词：三维悬线式力矩器等效刚度光学头卡氏最小功原理

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基因算法在光学系统优化中的应用

光学学报 2002年第1期22卷 74-78页

作者：张丽琴王涌天李林程雪岷威克特.科特里尔北京理工大学光电工程系北京100081 俄国科学院图像处理系统研究室

将基因算法移植于光学系统的优化中 ,构造了相应的数学模型 ,并编程实现了算法。实验证明基因算法可以克服以往优化算法不能自动增减光学面 (元件 )的缺点。

关键词：光学系统光学设计优化基因算法数学模型智能化光学结构

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基于FPGA的固态硬盘高速桥接算法及实现

半导体光电 2015年第4期36卷 547-550页

作者：马建设张琛程雪岷清华大学深圳研究生院广东深圳518055 清华大学精密仪器系北京100084

为实现CCD相机高清图像数据的处理,设计了一种基于FPGA的高速桥接平台,提出硬件模块的实现方案。在FPGA内部,使用Verilog HDL对底层电路进行描述;详细阐述了基于FPGA的SATAⅡ接口管理实现方案,给出主机端上电初始化模块和设备端上电初... 详细信息

为实现CCD相机高清图像数据的处理,设计了一种基于FPGA的高速桥接平台,提出硬件模块的实现方案。在FPGA内部,使用Verilog HDL对底层电路进行描述;详细阐述了基于FPGA的SATAⅡ接口管理实现方案,给出主机端上电初始化模块和设备端上电初始化模块的状态机设计;说明利用DRP(Dynamic Reconfiguration Port)使SATAⅡ接口向下兼容SATAⅠ接口的实现方法,设计了速度协商状态机。最后在实验平台上通过板级调试,固态硬盘和主机成功通讯,满足SATAⅡ接口的速度要求,可以用作高清图像处理算法的移植平台。

关键词： FPGA 高速桥接硬件速度协商通讯

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光学头三维悬线式力矩器的高次谐振

光学精密工程 2007年第11期15卷 1767-1773页

作者：张布卿马建设程雪岷潘龙法清华大学光盘国家工程研究中心北京100084

研究了分布在聚焦和循迹特性曲线上的高次谐振。对高次谐振的产生机理、物理模型、模态分布和测试方法等进行了研究。根据三维力矩器实际受力状况建立了低转角转动物理模型。利用有限元法分析计算了三维悬线式力矩器的模态分布和振型。... 详细信息

研究了分布在聚焦和循迹特性曲线上的高次谐振。对高次谐振的产生机理、物理模型、模态分布和测试方法等进行了研究。根据三维力矩器实际受力状况建立了低转角转动物理模型。利用有限元法分析计算了三维悬线式力矩器的模态分布和振型。介绍了高次谐振的测试方法,并对存在装配误差的力矩器进行实测。测试结果表明:不良力矩器往往在聚焦特性曲线上存在1700 Hz左右的俯仰共振,在循迹特性曲线上存在4800 Hz左右的偏转共振,其结果和有限元分析结果一致。结果还表明:高次谐振是光学头三维力矩器的固有属性,抑制高次谐振需要有效减小三维力矩器的装配误差。

关键词：光学头三维悬线式力矩器高次谐振有限元法模态分布

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盘片抖动对聚焦伺服影响的研究

光学技术 2008年第1期34卷 130-132页

作者：王玉秀马建设程雪岷王烁石清华大学精密仪器与机械学系北京100084

聚焦伺服是整个伺服系统的基础,当盘片高速旋转时,由于振动或其他原因引起盘片的抖动,令盘片与光学头的距离产生变化从而影响聚焦伺服,对由于抖动引起的误差,在聚焦伺服环节对其进行了补偿,从而提高了聚焦伺服精确度和稳定度。数字滤波... 详细信息

聚焦伺服是整个伺服系统的基础,当盘片高速旋转时,由于振动或其他原因引起盘片的抖动,令盘片与光学头的距离产生变化从而影响聚焦伺服,对由于抖动引起的误差,在聚焦伺服环节对其进行了补偿,从而提高了聚焦伺服精确度和稳定度。数字滤波器IIR具有阶数低速度快的特点,适用于实时性系统,因此实验中使用了自主开发的基于芯片Ali5705的DVD实验平台,其利用IIR算法实现PID控制从而令伺服系统稳定工作,并且在该实验平台上对聚焦伺服进行测试,测试结果具有良好的伺服特性曲线。

关键词：聚焦伺服光学头抖动 PID算法