摘要：为提高光谱共焦位移传感系统接收信号峰值波长提取精度,基于设计的梯度折射率(Gradient Index,GRIN)色散物镜,系统分析了光学像差对峰值波长提取的影响。首先结合GRIN色散透镜的光学性能,利用光学像差理论,建立了优化后GRIN色散物镜的像差分布函数,获得了各类像差与波长分布之间的关系;然后仿真分析了各类单色像差以及组合像差对峰值波长分布的影响,利用三种拟合算法分别提取存在不同像差下的峰值波长,得到了光学像差引起的GRIN色散物镜峰值波长偏移;最后利用不同的拟合方法对像差影响下的轴向响应信号进行了数据拟合和拟合误差分析。结果表明,球差为1时,引起峰值波长偏移6.28 nm;当球差大于1时,出现双峰,球差越大引起的峰值波长偏移越大;像散对峰值波长偏移的影响小于球差;组合像差对峰值波长的影响最大,出现了三峰旁瓣同时升高。研究结果对建立像差影响的峰值波长提取误差修正和补偿算法,并进一步提高系统测量精度具有参考意义。

摘要：星点质心定位精度直接决定了星敏感器姿态测量精度的极限,其误差源之一是弥散斑模型的选取。星敏感器光学系统像差无法完全消除,必然影响弥散斑分布,研究光学像差对星点质心定位误差的影响对工程应用具有重要意义。文中以Gauss弥散斑模型为比较,研究了离焦等4种光学像差对星点质心定位的影响机理和分布规律,结合质心定位的物理过程推得光学像差影响下的误差解析式,并实现数值仿真,结果表明:光学像差形成不同的弥散斑模型,导致不同的星点质心定位误差分布;星点弥散斑边缘能量减弱趋势对质心定位误差影响较大,若控制光学像差使相应弥散斑边缘能量呈缓慢趋势减弱,则有利于定位误差的减小。光学像差影响下的星点质心定位误差分析对相应的误差补偿具有指导意义,提出的各光学像差的控制意见有利于指导星敏感器光学系统设计。

摘要：提出了一种新的适用于移变降质图像复原的算法——能量约束自适应迭代复原。算法采用能量约束复原的空域迭代形式,使其能够用于处理光学像差引起的移变降质复原问题;以局部能量约束取代总体能量约束,使算法具有空间自适应特性;并采用双通道处理方法,消除能量约束带来的图像亮度衰减,同时抑制图像边界截断引起的振荡波纹。场曲复原仿真实验结果表明,算法对移变降质图像有良好的复原效果。

摘要：目的：对植入单焦点聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)人工晶状体(IOL)的患者与相同年龄组(60—70岁)健者的角膜光学像差和视网膜影像质量进行比较，并以此结果为依据建议改进IOL的光学设计以优化视网膜影像的质量。方法：运用一种双向透光仪器(double pass apparatus)来测量3、4、6mm直径时瞳孔的视网膜影像质量。而4mm瞳孔时的角膜像差是根据角膜地形图提供的不同高度通过一种射线跟踪技术(ray-tracing technique)计算而得出。对2组相似年龄的各20例患者进行研究：第1组植入PMMA IOL，第2组以健康对象作为参照。结果：老年健康人群与植入。IOL患者的平均视网膜影像质量是相似的，两者的视网膜影像质量较年轻健康人群(20-30岁)明显要差。但2组老年人对去焦状态比年轻人更能耐受。结论：尽管单独的IOL有着良好的光学质量，但是单焦点IOL植入组患者的视网膜影像质量比年轻健康对像差筛板。联系到植入眼术后的像差特性可以解释这种矛盾。自然晶状体的理想替代物并不仅仅是有着理想的单纯光学性能的IOL，而更需是被设计成能补偿角膜像差——在某种程度上是受年轻对象的自然晶状体启发而形成的设计。

摘要：目的:对植入单焦点聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)人工晶状体(IOL)的患者与相同年龄组(60-70岁)健者的角膜光学像差和视网膜影像质量进行比较,并以此结果为依据建议改进IOL的光学设计以优化视网膜影像的质量。方法:运用一种双向透光仪器(double pass apparatus)来测量3、4、6mm直径时瞳孔的视网膜影像质量。而4mm瞳孔时的角膜像差是根据角膜地形图提供的不同高度通过一种射线跟踪技术(ray-tracing technique)计算而得出。对2组相似年龄的各20例患者进行研究:第1组植入PMMA IOL,第2组以健康对象作为参照。结果:老年健康人群与植入IOL患者的平均视网膜影像质量是相似的,两者的视网膜影像质量较年轻健康人群(20-30岁)明显要差。但2组老年人对去焦状态比年轻人更能耐受。结论:尽管单独的IOL有着良好的光学质量,但是单焦点IOL植入组患者的视网膜影像质量比年轻健康对像差筛板。联系到植入眼术后的像差特性可以解释这种矛盾。自然晶状体的理想替代物并不仅仅是有着理想的单纯光学性能的IOL,而更需是被设计成能补偿角膜像差-在某种程度上是受年轻对象的自然晶状体启发而形成的设计。

摘要：利用多物理场软件COMSOL,建立241单元变形镜模型,计算得到变形镜驱动器影响函数数据。利用基于子孔径斜率法的241单元自适应光学系统光学像差校正程序,以3~60项泽尼克多项式拟合残差的均方根值为目标,分析了变形镜结构参数对系统校正能力的影响,确定了最佳参数值,计算得到最佳参数下的变形镜耦合量为11%。在241单元自适应光学系统中哈特曼传感器与变形镜之间存在不同平移和旋转误差的条件下,分析了系统对泽尼克多项式拟合能力的影响。结果表明,平移量和旋转量分别不能超过3mm和6°。

摘要：现代显微镜中的物镜受限于瑞利衍射极限,其分辨率不能满足生物成像、材料科学以及光刻等领域的需求。目前,突破瑞利衍射极限的方法可分为近场(如扫描近场光学显微镜、超透镜、微球透镜)和远场(如受激辐射损耗显微镜、光激活定位显微镜、随机光学重建显微镜)方法。然而,前者利用纳米探针散射物体表面一个波长范围内的倏逝波,极具挑战性;而后者对样品有选择性,只适用于荧光分子样品,且会对样品造成损伤。近年来,平板透镜利用波带片、光子筛以及梯度超构表面等人工微纳结构来控制光的衍射,具有小型化、高数值孔径、大焦深、亚衍射极限聚焦等功能,为远场无标记超分辨率成像提供了一个可行的解决方案。本文从衍射聚焦光学的统一理论出发,总结平面衍射透镜的最新进展,揭示基于光场调控实现纳米聚焦的物理机制,介绍平板衍射透镜的设计原理、光学性能、微纳结构特性和材料影响,详细讨论平板衍射透镜的光学像差(如离轴像差和色差)及其校正,平板衍射透镜在纳米成像、光刻以及光电子能谱仪中的应用,最后展望其未来的发展方向和机遇。

摘要：由湍流边界层产生的气动光学效应是空地激光通信系统设计需要解决的关键技术。在研究了相关的湍流边界层理论的基础上,分别对飞行高度、速度、激光通信系统的机上位置和波长对机载光学平台像差的影响逐一进行分析,并利用matlab进行了数字仿真。仿真结果表明:飞行高度要尽可能地高,速度要尽可能地慢,同时激光通信系统要尽可能地向机体前方移动。对于波长的选取,既要考虑系统的对比度又不能忽视对分辨率的影响,只有这样才能得出一个使系统处于最佳状态的波长*,以上这些措施都可以将气动光学像差降低到最小。

摘要：针对实际光学系统中存在的像差,基于LabVIEW软件平台,嵌入Matlab Script节点,设计了一个光学像差及校正的实验仿真平台。建立了轴向球差和位置色差及校正的数学模型,进行了具体的实例分析,绘制出了校正前及校正后的像差曲线。该仿真平台具有简洁直观的人机交互界面,可以直观地观察校正情况,深入理解理论知识。

摘要：对于具有固定摄像机形式的平面机器人视觉伺服,考虑摄像机的径向透镜失真对图像的影响,引入一个L2函数向量来描述这种影响,采用鲁棒控制技术,提出了H∞跟踪误差控制补偿器,使得跟踪误差收敛并取得H∞跟踪性能;结合机器人的动力学特性,利用李亚普诺夫稳定性的分析方法设计了机器人关节控制力矩,整个系统全局渐近稳定。仿真结果表明了该方法的有效性。