摘要：为了满足月球模拟器辐射亮度和特定月相模拟的技术要求,针对传统的月球模拟器基于太阳模拟器工作原理只能实现月球辐照度的模拟,提出了一种基于月球真实亮度模拟的月球模拟器光学系统设计方案。结合月球模拟器的技术指标,使用LED拟合光源作为设计核心,根据月球照度、太阳光谱和人眼视觉函数计算出月球真实辐射亮度,设计符合真实亮度要求的月球模拟器光学系统并利用lighttools软件对LED拟合光源进行辐射亮度仿真。根据特定月相模拟以发光面圆心为基准的设计理念,阐述了发光面圆心位置转换的测试方法,并对精度进行分析。试验与仿真结果表明:月球模拟器光学系统可实现真实亮度模拟以及圆心位置精确定位。

摘要：论述了一种具有二次像面的偏视场三反射光学系统的设计方法 ,定性地讨论了设计参量β1,Δ ,f′1对系统传递函数的影响 给出两种结构型式 ,两个设计结果 ,并从系统成像质量的好坏、加工的难易程度及结构的可实现性分析了两种结构型式的优缺点 .

摘要：以光学系统中的白宝石分光镜为研究对象,利用有限元方法和Zernike多项式对其热变形像差进行了计算和拟合,分别对入射激光的反射相移和信标光的透射相移进行了研究和分析。入射激光的反射相移的主要像差为离焦项;信标光的透射相移的主要像差包含离焦项和主球差项,而主球差的引入主要是由于在激光入射区域边界上轴向温度分布的不均匀性。利用像差比率γnm直观反映入射激光的吸收功率与反射激光和透射信标光的像差的关系,对入射激光而言,其离焦比率γ20=0.0393;对信标光而言,其离焦比率γ20=-0.0011,主球差比率γ40=-0.0033。

摘要：面向甚高精度微型星敏感器在商业卫星以及中低轨资源勘探卫星的实际应用需求,开展了甚高精度微型星敏感器光学系统设计与验证研究。基于甚高精度微型星敏感器姿态测量精度要求,完成了光学系统技术指标论证工作,具体包括:根据材料透过率与折射率,给出了适用于轻小化镜头的工作波段;根据恒星像点的弥散特性,给出了适用于高精度质心提取的高斯半径;根据黑体辐射定律与探测器参数,给出了适用于提取6.5等星时所需通光口径;根据恒星色温与星等之间的关系,并结合蒙特卡洛方法,给出了最佳工作视场大小。基于光学系统指标论证方法,确定了光学系统设计参数,并依次实现了光路设计以及像质分析,结果表明:在-40~60℃工作温度区间内,其星点质心偏移不超过0.05μm,且弥散斑尺寸变化量不大于1μm。基于设计甚高精度微型星敏感器光学系统,开展了标定测试、外场观星以及耐辐射测试,结果表明:系统标定精度为0.6″,外场测量精度为1.5″(3σ),外场测量下可探测极限星等为6.51等星,累计60 krad(Si)辐射下可探测极限星等为6.01等星,进一步验证了所设计光学系统的精度以及可靠性,可为甚高精度微型星敏感器的工程应用提供理论基础与技术支持。

摘要：为实现星敏感器在J波段对3等恒星进行全天时高精度探测,采用被动消热差设计方法,根据光学系统与结构材料的热差性能差异,进行匹配优化实现镜头消热差,设计完成了一种大相对孔径全天时星敏感器光学系统。针对恒星在该波段下的指标进行分析,确定光学系统焦距为84 mm,F数为1.4,工作谱段范围为1.1~1.4μm,视场角为8.4°。在光学系统设计过程中选取常用光学材料和镜筒材料,通过改变各透镜形状,合理匹配各镜片之间的光焦度,从而实现被动补偿无热化设计。优化设计完成后的光学系统在高低温(-40℃~+60℃)及真空条件下,当离焦0.02 mm后,弥散斑尺寸优于30μm,色畸变小于0.018 mm。星敏感器内部采用表面发黑处理,遮光罩采用非等间距布局设计,表面采用一款具有较高太阳吸收率的SB-3A国产消光漆进行涂黑,可以在保证效果的情况下有效减轻重量,遮光罩内档光环采用16°斜角,可以保证较好的杂散光抑制能力。利用Tracepro软件对光机系统的杂散光进行了仿真分析,分析结果表明,视场内由目标产生杂散光是目标强度的3×10^(-5),视场外杂散光强度由10^(-2)量级迅速下降,18°以外杂散光强度为视场外强光的10^(-4)以下。地面观星试验实现了对3等星全天时探测,验证了该光学系统设计的合理性。

摘要：为了动态地观测眼底显微图像,为了便于进行图像处理,眼底电视或摄录兼容已成为眼底照相机近年来的一个重要发展方向。眼底电视光学系统是建立在传统Zeiss眼底照相机光学系统之上的,并具有渐进创新。卧式不散瞳广角眼底观测仪光学系统是眼底电视光学系统的具体化和复杂化。给出了设计实例。眼底电视光学系统的设计方法对眼底照相机类仪器的光学系统设计具有参考价值。

摘要：光学系统采用变芯径光纤 ,可大幅度提高光的传输效率 ,增加光学子系统柔性。描述了光造型工作原理及其理论依据 ,在介绍所研制的光的成型系统光学子系统的基础上 ,阐述了紫外光源的选择与设计 ,及变芯径光纤的设计、传输、耦合与聚焦等技术。该套基于变芯径光纤的光学子系统成本低、体积小、效率高 ,已成功应用于所研制的台式低成本快速成型系统中 。

摘要：为了克服光栅光谱仪分辨率低、像差较大、体积大的缺点,根据光谱仪工作原理和几何光学像差理论,设计了一种光谱范围为350～450nm的Czerny-Turner光谱仪光学系统.计算了光学系统各光学元件的特征参量和系统结构参量.运用光学设计软件Zemax对系统进行光线追迹与优化设计,并对设计结果进行分析.理论和实验结果均表明,该系统在350～450nm光谱范围内分辨率小于0.1nm,系统体积约为105×105×20mm^3,整个光学系统具有结构简单、体积小、分辨率高、稳定性好等优点.

摘要：设计了一种宽谱段、大视场、轻小型成像光学系统.系统焦距为35mm,相对孔径为1∶7.5,工作谱段为0.4~0.9μm,全视场为2ω=60°,采用复杂化双高斯结构,透镜面形均采用球面设计,实现系统总长115mm,在70lp/mm处,最低光学传递函数大于0.45.利用负畸变法、像差渐晕法改善广角系统像面照度均匀性,使像面边缘视场照度达到中心视场的80%.像面照度不均匀性为8%,系统热光学性能良好,在0~40℃范围内均有较好的像质,满足深空探测需求.

摘要：为了满足不同材料、不同厚度板材加工的需求,设计了一种光斑大小和焦点位置可变的激光切割光学系统,该变斑变焦激光切割光学系统由复合准直镜组、变焦镜组、补偿镜组和聚焦镜组组成;采用在普通光学聚焦系统的准直镜组与聚焦镜组中间放置可调倍率扩束系统,再将准直镜组和可调倍率扩束系统合并成一个复合准直镜组的方案,简化了系统设计;建立了四镜组可变斑变焦光学系统的物理模型,推导了各镜组之间的移动规律,并利用MATLAB软件进行理论验证;在现有切割光学系统的基础上,设计一种变斑变焦激光切割光学系统,并利用软件优化像差。结果表明:通过移动变焦镜组和补偿镜组,得到了放大倍率为1.000～3.750、焦点上下可调范围为-20～+10 mm的焦斑,实现了焦斑大小和焦点位置的精准可调。