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双层衍射元件加工误差对带宽积分平均衍射效率的影响

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光学学报 2016年第1期36卷 8-14页

作者：毛珊崔庆丰长春理工大学光电工程学院吉林长春130022

双层衍射光学元件可以在宽波段范围内获得高的衍射效率。加工误差会导致带宽积分平均衍射效率的下降，进而影响折衍射混合成像光学系统的传递函数。基于位相延迟和带宽积分平均衍射效率的表达式，建立了双层衍射光学元件加工误差与带宽... 详细信息

双层衍射光学元件可以在宽波段范围内获得高的衍射效率。加工误差会导致带宽积分平均衍射效率的下降，进而影响折衍射混合成像光学系统的传递函数。基于位相延迟和带宽积分平均衍射效率的表达式，建立了双层衍射光学元件加工误差与带宽积分平均衍射效率的数学关系。分析了应用于8—12μm长波红外光学系统中的两种加工误差对双层衍射光学元件衍射效率的影响。采用带宽积分平均衍射效率，可以直接评价宽波段光学系统的成像质量。通过带宽积分平均衍射效率和双层衍射光学元件加工误差的关系，可以分析含有双层衍射元件混合光学系统的调制传递函数。

关键词：衍射光学衍射效率加工误差红外系统

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基于权重分组的可见光光学系统无热化设计

光学学报 2018年第12期38卷 288-294页

作者：解娜崔庆丰长春理工大学光电工程学院吉林长春130022

提出了一种基于权重分组的可见光波段光学系统的无热化设计方法。基于常温下满足像质要求的光学系统,计算了每一片透镜产生色差及热差能力的综合权重,通过比较权重进行结构分组,将初始系统等效成两个单透镜系统以进行光学材料的挑选。... 详细信息

提出了一种基于权重分组的可见光波段光学系统的无热化设计方法。基于常温下满足像质要求的光学系统,计算了每一片透镜产生色差及热差能力的综合权重,通过比较权重进行结构分组,将初始系统等效成两个单透镜系统以进行光学材料的挑选。对焦距为400mm、F数为4的双高斯型航空相机在-40～+60℃的温度范围内进行了无热化设计。在各个温度下,该系统在空间频率为55lp/mm处的调制传递函数值均大于0.4。研究结果表明,该方法能使长焦光学系统在大温差环境下保持较好像质,光学性能稳定。

关键词：光学设计几何光学可见光无热化

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宽波段光学系统三级光谱的校正方法

光学学报 2018年第11期38卷 296-301页

作者：王靖锋崔庆丰长春理工大学光电工程学院吉林长春130022

提出了一种子波段缝合光学玻璃组合的选择方法,通过最小二乘法求解复消色差方程,得到了能有效校正三级光谱的最优化玻璃组合。基于该组合设计了一个宽波段长焦距光学系统,该系统的波长范围为0.45～1.014μm,焦距为400 mm,F数为6,全视场... 详细信息

提出了一种子波段缝合光学玻璃组合的选择方法,通过最小二乘法求解复消色差方程,得到了能有效校正三级光谱的最优化玻璃组合。基于该组合设计了一个宽波段长焦距光学系统,该系统的波长范围为0.45～1.014μm,焦距为400 mm,F数为6,全视场角为10°。系统共有3种光学玻璃,7片球面透镜,调制传递函数(MTF)接近衍射极限。研究结果表明,所提方法可以在复消色差光学系统中实现三级光谱残差的校正。

关键词：光学设计复消色差三级光谱光学玻璃组合

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激光照明匀光技术的应用研究（英文）

红外与激光工程 2016年第B5期45卷 41-47页

作者：赵会富崔庆丰长春理工大学光电工程学院吉林长春130022

为了实现激光均匀照明,在分析常规匀光技术的基础上设计了新型的激光匀光系统,并对该系统的匀光技术及光斑均匀性进行研究。新型的匀光系统是利用无刷电机带动光束整形散射器以高于摄像机电子快门的频率旋转,使多支光束在积分时间内叠加... 详细信息

为了实现激光均匀照明,在分析常规匀光技术的基础上设计了新型的激光匀光系统,并对该系统的匀光技术及光斑均匀性进行研究。新型的匀光系统是利用无刷电机带动光束整形散射器以高于摄像机电子快门的频率旋转,使多支光束在积分时间内叠加,形成一个均匀照明效果。新型的匀光系统能够消除激光散斑与干涉条纹,实现匀光的目的。实验结果表明:新型匀光系统使激光光斑有效区域内均匀性到达95%以上,光能利用率为90%。新型匀光系统提高了照明均匀性及光能利用率,从而提高了被照明目标的成像质量。

关键词：激光照明匀光技术光束整形散射器均匀性光能利用率

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基于固定校正元件的凝视型共形光学系统设计

光学学报 2015年第1期35卷 346-353页

作者：张羽崔庆丰朱浩长春理工大学光电工程学院吉林长春130022

为提高凝视型共形光学系统的成像质量,提出了采用共形整流罩内表面设计与Zernike Fringe Sag面固定校正板设计相结合的固定校正方法。根据建立的入射光线与出射光线方向的偏离角与整流罩参数的关系,设计整流罩内表面参数,减小共形整流... 详细信息

为提高凝视型共形光学系统的成像质量,提出了采用共形整流罩内表面设计与Zernike Fringe Sag面固定校正板设计相结合的固定校正方法。根据建立的入射光线与出射光线方向的偏离角与整流罩参数的关系,设计整流罩内表面参数,减小共形整流罩引入的部分像差。在此基础上,利用Zernike Fringe多项式各项与像差的对应关系,构建Zernike Fringe Sag面固定校正板。基于该设计方法设计了一个凝视型共形光学系统,其F数为1,焦距f为30 mm,观察视场为±35°。分析了校正前后系统的像差特性。设计结果表明,该方法有效地减小了共形光学系统存在的主要像差,整个观察视场范围内调制传递函数(MTF)曲线在17 lp/mm处均达到0.748以上,成像质量良好。

关键词：光学设计椭球形整流罩内表面泽尼克多项式凝视成像系统像差校正

基于倾斜光学元件的共形光学窗口瞄视误差校正

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光学学报 2016年第4期36卷 261-267页

作者：赵春竹崔庆丰长春理工大学光电工程学院吉林长春130022

为校正共形光学窗口引入的随扫描视角变化而变化的动态瞄视误差,提出基于倾斜光学元件的瞄视误差校正。建立共形光学窗口的瞄视误差模型,并分析计算共形光学窗口引入的动态瞄视误差。阐明利用倾斜光学元件校正共形光学窗口瞄视误差的原... 详细信息

为校正共形光学窗口引入的随扫描视角变化而变化的动态瞄视误差,提出基于倾斜光学元件的瞄视误差校正。建立共形光学窗口的瞄视误差模型,并分析计算共形光学窗口引入的动态瞄视误差。阐明利用倾斜光学元件校正共形光学窗口瞄视误差的原理,并通过在共形光学窗口后加入倾斜的球面透镜予以证明。给出一个设计实例,通过将校正共形光学窗口像差的校正元件倾斜,实现共形光学窗口的瞄视误差校正,且并未影响共形光学窗口像差的校正。

关键词：光学设计共形光学光学窗口瞄视误差倾斜

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无遮拦三反射镜变形光学系统设计

光学学报 2014年第12期34卷 250-256页

作者：朱浩崔庆丰朴明旭长春理工大学光电工程学院吉林长春130022

变形光学系统在X方向和Y方向有不同的焦距,物方视场的横纵比不再受探测器光接收面形状限制,可以在一个方向上扩大视场或提高目标分辨率而不影响另外一个方向。研究了无遮拦三反射镜变形光学系统的设计方法,利用Zernike像差分析方法分析... 详细信息

变形光学系统在X方向和Y方向有不同的焦距,物方视场的横纵比不再受探测器光接收面形状限制,可以在一个方向上扩大视场或提高目标分辨率而不影响另外一个方向。研究了无遮拦三反射镜变形光学系统的设计方法,利用Zernike像差分析方法分析变形系统的像差特点,使用具有双曲率的Biconic Zernike曲面作为反射面校正系统像差。设计了一个X方向焦距fx为100mm,Y方向焦距fy为150mm,F数为2,视场为3.3°×1.65°的致冷型中波红外光学系统。探测器的横纵比为4…3,物方视场横纵比为2…1。该系统全视场范围内的调制传递函数在奈奎斯特频率处(33lp/mm)高于0.61。三个反射面及整个光学系统均关于YZ平面对称。设计结果表明,该系统能够改变物方视场的横纵比,增大了X方向的视场,结构紧凑,成像质量良好。

关键词：光学设计变形系统离轴三反自由曲面

迈克耳孙扫频线聚焦光学相干层析系统的光学设计

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光学学报 2018年第6期38卷 107-113页

作者：常颖崔庆丰朴明旭长春理工大学光电工程学院吉林长春130022

提出了基于迈克耳孙干涉仪的扫频线聚焦光学相干层析(OCT)系统的光学设计。在照明系统中引入非球面光束整形透镜组,并利用柱透镜组使光束在样品处实现线聚焦,从而减少系统的扫描维数,达到高速成像的目的。调整非球面整形透镜组的参数以... 详细信息

提出了基于迈克耳孙干涉仪的扫频线聚焦光学相干层析(OCT)系统的光学设计。在照明系统中引入非球面光束整形透镜组,并利用柱透镜组使光束在样品处实现线聚焦,从而减少系统的扫描维数,达到高速成像的目的。调整非球面整形透镜组的参数以实现高斯光束的整形。在投影系统中,对近红外波段选取不同材料组合以达到消色差目的,完成了两种投影系统的设计,远心光路的结构减小了系统的误差。在Zemax非序列中,将参考臂和样品臂通过分束镜并进行光线追迹,验证了该OCT系统具备干涉能力。结果表明,设计的OCT系统能够实现高速、高品质成像。

关键词：几何光学光学相干层析光学系统设计激光光束整形非球面透镜设计

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成像光学系统杂光系数分析与计算

激光与光电子学进展 2018年第12期55卷 502-506页

作者：孙林崔庆丰长春理工大学光电工程学院吉林长春130022

杂光系数是评价光学系统成像质量的重要指标之一。一般情况下,杂光系数只有在光学系统加工完成之后,才能运用实测方法得到,且如果实测结果不理想,需对光学系统的杂光抑制方法进行调整以增强其抑制效果。针对上述问题,提出了一种在光学... 详细信息

杂光系数是评价光学系统成像质量的重要指标之一。一般情况下,杂光系数只有在光学系统加工完成之后,才能运用实测方法得到,且如果实测结果不理想,需对光学系统的杂光抑制方法进行调整以增强其抑制效果。针对上述问题,提出了一种在光学设计阶段求得杂光系数的方法。该方法运用光学仿真软件TracePro为光学系统建模、分析和光线追迹,运用数学分析软件Matlab对仿真结果进行拟合,最终求出杂光系数。该方法的优点是将杂光系数的分析与计算提前,准确评价光学系统的杂光抑制能力。

关键词：成像系统杂光杂光系数成像光学系统杂光抑制