摘要：设计声光可调谐滤波器(AOTF)成像光谱仪时,ZEMAX等软件缺乏AOTF光学表面,导致光学设计困难,本文根据波矢量匹配原理,在ZEMAX中建立了基于声光衍射效应的AOTF自定义表面模型,实验表明该模型能够实现AOTF的衍射光精确追迹。在此基础上,针对传统方法校正AOTF横向色差时残差较大的问题,提出了基于胶合棱镜的高精度横向色差校正方法,结合AOTF自定义表面,完成了胶合棱镜的玻璃组合和顶角的自动优化。结果表明,文章提出的自定义表面和胶合棱镜色差校正相结合的方法大大方便了AOTF成像光谱仪的设计,能够将横向色差控制到0.000 3°,比以往方法提高了一个量级,有效抑制了光谱图像的漂移。

摘要：针对传统光学元件在红外波段色差校正方面存在系统结构复杂、光能损失严重、质量大等问题,以红外波段4.8μm和10.6μm存在的色差为例,将槽栅型表面微结构用于红外波段的色差校正;根据广义斯涅尔定律及时域有限差分(FDTD)理论计算微结构表面的相位分布,采用FDTD Solution软件仿真双方柱槽栅型微结构;设计两个槽栅型微结构宽度L1=400nm、L2=950nm,槽栅高度K=500nm;采用离心式涂胶法、电子束光刻、离子刻蚀等一系列工艺技术,制备双方柱槽栅型微结构样品,分析胶膜厚度、曝光图像质量、刻蚀槽型的影响因素。结果表明:改变L1和L2的大小可实现在4.8μm和10.6μm这两种波长下分别达到0~1.5π和0~2π范围的相位调制;L1=408nm,L2=944nm,K=495.32nm,表面粗糙度为16.32nm,相关参数在误差允许范围之内;4.8μm和10.6μm这两个红外波段的峰值透过率分别为71%和64%;利用平行光位置色差测试原理测得两个红外波位置色差减小到30%,从而验证了槽栅型微结构器件对红外色差的校正作用。

摘要：本文分析了全景环形透镜的成象特性及其设计方法，并在此基础上设计了一例全景环形成象的光学系统。二元光学面的引进，对系统的色差校正起了很大的作用，从而得到了良好的成象效果.

摘要：紫外探测技术已广泛应用于人类生产生活的各个方面,宽谱段紫外成像仪系统的研究具有重要意义。本文通过推导色差理论公式,提出了单一透镜材料的宽谱段紫外成像仪光学系统色差校正方案。结合高灵敏度大动态紫外成像探测器的性能指标要求,设计了仅一种透镜材料且所有透镜均为球面的210~400 nm宽谱段紫外成像仪光学系统,并运用光学设计软件CODE V进行系统优化及像质评价。结果表明:在奈奎斯特频率40 lp/mm下,全视场全波段系统的调制传递函数优于0.6,系统点列图RMS<7.8μm,具有良好的成像质量。该系统不含非球面等光学元件,不仅易于加工装调,而且降低了研制成本,该方法将为宽谱段紫外成像光谱仪的设计奠定技术基础。

摘要：为提高RGB(Red,Green,Blue)图像方法在检测植物叶片叶绿素含量的预测精度、普适性和实用性,该研究提出了一种智能手机结合辅助拍照装置获取植物叶片RGB图像并即时检测叶绿素含量的低成本方法。设计了一种内置主动光源的低成本便携式拍照装置,用以降低环境光及拍照角度等因素对成像质量的影响;并采用了基于24色Macbeth标准色卡的二阶多项式回归法构建色差校正矩阵以减小不同手机所获取图像的色差;最后开发了基于微信小程序的远程诊断系统以实现植物叶片叶绿素含量的原地、实时及无损检测。以甘蔗叶片为例,采用了3款不同品牌的手机进行了试验,首先分析了叶片39种颜色特征与其叶绿素含量的相关性及色差校正方法对其的影响。结果表明,该方法获取的叶片颜色特征与叶绿素含量大多具有较强的相关性(相关系数>0.8),同时,色差校正可明显提升多手机混合数据集的颜色特征与叶绿素含量的相关系数,其中RGB色彩空间下三个颜色通道亮度值R、G、B的代数运算特征(B-G-R)/(B+G)的提升最明显,达到了0.8424,比校正前提高了89%。进一步结合主成分分析构建了色差校正前与色差校正后的叶绿素含量多元线性回归(Multivariate Linear Regression,MLR)和支持向量机回归(Support Vector Regression,SVR)预测模型。多手机混合数据集通用预测模型中,色差校正后的SVR通用预测模型精度和稳定性最高,相比校正前的SVR通用预测模型,五折交叉验证的R^(2)均值达到了0.7214,提高了14.6%,RMSE均值为0.3288 mg/g,降低了13.3%;同时,该模型五折交叉验证的R^(2)标准差仅为0.0042,具有更高的稳定性。该研究为不同手机准确预测植物叶片叶绿素含量提供了一种通用方法。

摘要：分析计算了一些普通光学玻璃及晶体光学材料在0.9～2.5μm短波红外段的色散特性.在远距型的物镜结构后组中采用的厚弯月镜能产生一定量的反向色差补偿前组中的二级光谱,所设计的物镜在焦距800mm时的带孔径处最大色差0.13mm.结果表明,采用氟化物玻璃与重火石玻璃的三片式组合在短波红外段具有较好的消色差能力.

摘要：对于探测光谱特征,需要设计多光谱波段的光学镜头。根据设计需求,设计了一个基于声光可调滤波器选通晶体的多光谱镜头,该镜头采用变焦设计,以适应不同场景分辨率的使用要求,同时在设计的过程中,采用分段设计,对系统的出瞳和入瞳进行了优化匹配,并校正了色差,以及绘制出变焦曲线,为后期系统变焦制动方案提供了依据。