摘要：首先介绍了高斯光束平顶整形的应用价值及一些主要整形方法,由于非球面镜整形的优点,本文研究非球面镜整形法。选择费米-狄拉克函数作为平顶光束模型,并分析了其平顶分布与特性参数之间的关系。理论分析了非球面镜整形原理,根据能量守恒定律和光线追迹函数推导出非球面面形表达式。考虑到加工因素,分析了影响非球面度的系统参数,根据分析,选择适当的参数,用MATLAB软件对映射关系和面形曲线进行数值求解并拟合得到非球面系数。用ZEMAX光学软件对整形系统进行建模,通过物理光学传播POP仿真可以得到输出光束的光强分布和传输特性,结果输出光束的平顶质量接近理论上的预期效果,其误差主要来自数值计算精度和孔径边缘衍射。

摘要：在将高斯光束整形为平顶光束的整形系统中,由两个非球面镜组成的系统是比较简单的结构形式,该系统由平凹镜和平凸镜组成。在实际生产加工中,非球面镜的非球面度直接反映加工的难度。在理论分析高斯光束整形为平顶光束的基础上,分析计算了几个特性参数对非球面截面曲线的影响,然后根据实际需要,在保证其紧凑性、尽可能地降低非球面度同时,按照ZEMAX对非球面镜输入参数的要求拟合得到尽可能优化的非球面镜系统结构。最后,对该非球面镜系统进行物理光学传播追踪,分析其光强分布。

摘要：非球面镜的使用能大大简化光学系统,因此被越来越多地应用到各种光学设计中。阐述了非球面镜发展的意义及其 在光盘机光学读取头中的应用,并介绍了光学读取头物镜性能的评价和制作材料。

摘要：为了折叠光路、减小系统像差,空间遥感器的光学系统经常需要使用非球面镜。在非球面镜的光学检测中,补偿器的支撑结构是不可缺少的设备。在定义补偿器的自由度和坐标系的基础上,结合补偿器在非球面镜检测光路中的位置和作用,分析了调节补偿器需要的自由度。基于自由度分析结果,确定了支撑结构应实现的功能和结构形式。论述了一种支撑结构的结构设计,并给出了该支撑结构的调节精度分析结果。分析结果表明,该支撑结构的位移调节精度为1.4μm/deg,角度调节精度为0.007μrad/deg。实际的工程应用表明,该支撑结构能满足使用要求。

摘要：传统的光学式指纹辨识器,为了矫正像差与提升成像品质,会在棱镜的出射面加上一个对称非球面镜(简称传统型) ;本文提出一个新的指纹辨识器结构(简称改良型) ,此结构是在棱镜的光源出射面上,加上一片非对称非球面镜。研究过程中,我们使用点光源近似模型进行设计与模拟,并以数字的方式去呈现改良型的成像品质在各方面均优于传统型的指纹辨识器。在改良型架构下,指纹大小范围在162mm以內,影像对比度皆可达到0.5以上,反观传统型架构,离轴两侧的影像对比度降至0.2以下。

摘要：本文利用费米-狄拉克函数建立了平面顶部的光束模型,并对其进行了理论推导。然后,利用光学仿真软件建立高斯光束整型系统模型,利用光场的物理光学传播规律追踪光学系统,得出了光束的强度分布及特征,并分析仿真结果,该结果可为高斯光束整形为平顶光束的非球面镜系统奠定理论基础。

摘要：非球面镜的诞生“非球面镜”的英文写法是Asphericlens,最早成功生产并使用非球面镜技术的,相信大家一定不会陌生,就是日本的佳能。CANON公司在1971年时就推出了世界上第一台包含非球面镜的可交换单反相机镜头FD 55mm fl.2从此开创了镜头设计的新时代。1976年佳能公司创新研制非球面镜生产和制作技术,并将其缩小用于5mm电影摄制镜头中,也就是著名的K35系列。(不过,最早利用非球面镜技术制作出第一个镜头的是1966年Leitz(Leica)Noctilux 50mm f/1.2,这是若名NOCTILUX的第一代镜头。

摘要：针对人眼高阶像差的眼镜矫正问题,提出了一种根据人眼波前像差数据的非球面眼镜的设计方法,将眼球和镜片视为统一的镜-眼光学系统建模,用光学设计的优化方法给出镜片的结构数据.不同于传统的视力表验光标准,本文的设计目标考虑了实际视物的2个特征:(1)眼球视物须有一定的转动角度,在戴镜的情况下设定为±20°;(2)视物时特别是注视屏幕显示时须有一个清晰成像的较大视场,设定为±7°.建立个体眼模型作为镜-眼系统的基础,首先改进Liou眼模型,在晶状体前密接一个弯月镜;然后将实际人眼的离焦量转移至弯月镜的前表面,将像散和其他高阶像差转移至角膜前表面.临床测量了50只人眼的波前像差,建模分析发现:明视觉下有36只眼在球-柱镜矫正后已达理想;10只眼在球-柱镜矫正后未达理想,进一步的非球面矫正效果明显;4只眼在球-柱镜矫正后未达理想,进一步非球面镜矫正也未有效果.本文对其中典型的6只眼的像差特点进行了分析和镜片设计,结果表明:非球面矫正的效果取决于人眼像差的特征,对于像散大和球差大的人眼,非球面矫正有明显的效果,矫正效果特别体现在大视场的MTF的大幅度提高上.矫正效果最明显的一只眼,在40,80,100,125和150cycles/mm空间频率处,MTF值分别提高了18.87%,38.34%,44.36%,51.29%和57.32%.

摘要：研究了利用大孔径折射透镜对太赫兹波进行聚焦时产生的焦移效应。焦移效应所引起的焦点位置偏差会对太赫兹系统的成像或测量质量产生不利影响。通过理论计算和有限元分析仿真,研究并讨论了与透镜孔径、焦距和工作频率有关的焦移参考值。当使用商用透镜时,实际焦点位置需要通过焦移效应来确定,以保证太赫兹系统的工作效率。对于定制透镜的设计,焦移需要根据工作频率,在焦距的设计中进行补偿。这两个途径可以保障太赫兹系统的良好性能。

摘要：补偿器是大口径非球面主镜补偿检验的关键元件。随着主镜口径和相对口径的增大,由于高阶像差的影响,补偿器的优化结果与初始结构偏离也相应增大,此时若能用法线模拟反射面代替主镜,将检验时的自准光路简化为单次通过补偿器的光路,则优化过程将大大简化,且易获得好的补偿效果。用法线模拟反射面代替主镜时,光源位于主镜顶点曲率中心,模拟面的系数由主镜参数决定。设计结果表明,这种模拟面对F/1的主镜法线都有很好的符合精度。