摘要：针对空间相机轻量化、小型化要求,采用一体式环形孔径透镜。由于基底单一和结构紧凑,系统存在色差和球差,引入衍射光学元件和偶次非球面校正像差,而单层衍射光学元件在宽波段存在衍射效率下降等问题,设计了一种端到端式光学-数字联合成像系统,对影响衍射效率主要级次的点扩散函数进行一致性优化,构建出空间不变的点扩散函数模型,为后续图像复原建立复原函数模型,实现退化图像的复原。最终光学-数字联合成像系统工作波段确定为0.45~1μm,焦距为185 mm,视场为5°,F数为4,遮拦比为0.35,系统总长为67.8 mm。

摘要：车载平视显示(HUD)系统是一种汽车辅助驾驶技术,它可以将车辆信息以可视化方式投影到驾驶员的前方视野。为了使驾驶员在行驶过程中在远、中、近不同的距离下都能通过HUD获取信息,采用双自由曲面离轴三反射系统,设计了一款虚像距离为10 m、7.5 m、3.5 m,对应的视场角为15°×5°、12°×3°、6°×1°的AR-HUD光路。该光路中,在虚像距离为3.5 m处的像面仅显示车速、油量等基本驾驶信息,为固定像面;在虚像距离为7.5 m和10 m处的像面显示辅助驾驶虚拟信息,其中10 m处的像面可以和实景相融合,且这两个像面会根据当前车辆与前方障碍物的距离切换,有效缓解驾驶员的视觉疲劳。三个距离中心眼点处的光斑均落于艾里斑之内,调制传递函数均接近衍射极限,网格畸变值均小于5%,动态畸变值均小于5′。

摘要：介绍了一种基于计算全息的非对称多台阶衍射光学元件印模制备方法,研究了相位型计算全息的工作原理和设计方法,建立了相应的光学系统和衍射光波模型,设计了求取相位型印模微结构的算法流程。在理论分析的基础上,以叠心图案为例,利用MATLAB分别仿真了2台阶、4台阶、8台阶、16台阶衍射光学元件的相位信息以及表面微结构形貌,并对比了其再现图像的质量,发现台阶数越多,再现图像的质量越好。获得印模空间高度数据以及表面结构分布后,利用单点金刚石车削技术,采用快刀加工方式,分别加工了元件尺寸为6 mm×6 mm,最小特征尺寸为30 um的2台阶和4台阶印模,并获得了实际加工的台阶轮廓曲线以及表面结构轮廓。最后采用紫外固化纳米压印技术实现了4台阶印模的复制过程,并对复制样品进行了图像再现,结果表明该方法能用于非对称低台阶数衍射光学元件印模的制备。

摘要：为满足枪瞄镜在军品中的需求,设计了一套可实现8~32倍连续变倍的枪瞄镜。阐述了本套枪瞄镜的设计思路与设计方法。首先根据设计指标,对物镜组,目镜组以及中继转像镜组进行指标分解计算。随后对物镜、目镜以及整个枪瞄系统进行高斯光学设计,确定整体系统的复杂程度及光学结构参数。然后根据高斯结构设计结果,进行初始结构选择,依据设计指标选择优化操作数,进行系统优化。最后完成整体系统设计与优化结果的评估。最终的设计结果中:枪瞄镜物镜口径56 mm,目镜口径50 mm,系统总长410 mm;低变倍比组态畸变2.4%;高变倍比组态的轴上弥散斑半径6.2μm,轴外弥散斑半径8.3μm,像差指标符合设计要求,有效地解决了产品加工成本较高的问题。

摘要：针对变焦距系统在变焦过程中由于变焦组的径向偏移误差导致像面径向偏移的问题,利用ZEMAX光学设计软件中的坐标断点功能,模拟了变焦镜头在进行变焦过程中变焦组存在径向偏移误差时像面的径向偏移.结果表明:变焦系统像面径向跳动量与变焦系统变焦组径向偏移误差成正比,与变焦系统焦距成正比.变焦组径向偏移小于0.03mm,对系统成像质量影响较小;变焦组径向偏移0.05mm,系统调制传递函数(MTF)值低于0.3,系统像差值变大.

摘要：介绍了一种用于测量表面接触角的简易装置,目的是为材料表面的润湿性实验研究过程提供一种简易专用装置和方法,替代昂贵的专用测量仪器,用于快速评估被测样品表面的接触角。装置由样品台、光学系统、三维平移台、移液器和计算机组成,对被测样品表面具有一定体积的液滴通过光学系统成像,并将CCD相机与计算机相结合,对液滴形态图像进行存储和分析,从而得到被测样品的表面接触角。对装置的结构、功能和使用方法进行了介绍。

摘要：电润湿液体透镜是一种可以通过改变两端加载电压从而改变自身光焦度,而不需要改变光学间隔的一种透镜。基于液体透镜所设计的变焦光学系统可以大大减少传统机械变焦光学系统的复杂度。基于康宁A39液体透镜,利用ZEMAX仿真,在20 D的光焦度变化范围内设计了一款焦距变化为16~32 mm,视场角变化为32°~16.36°,变倍比为2,短焦F数为6.3,长焦F数为12.8,且最大口径不超过10 mm的小型二元单液体透镜变焦光学系统。实验结果表明,该系统成像质量良好,在工业镜头等领域有广泛的应用前景。