摘要：为了寻找一种简单有效的产生局域空心光束的方法,提出了一种利用交错型光子筛产生空心光束的方法。通过光子筛的内部区域和外部区域相消达到轴上光强为零的目的。给出了光子筛的结构和设计参数,对空心光束中心暗斑尺寸和光子筛焦距、环带数、小孔调制系数的关系进行了深入的研究,发现改变焦距和环带数可以得到微米甚至亚微米的中心暗斑的局域空心光束。理论推导和仿真分析验证了方法的可行性,该方法具有结构简单和能产生极小中心暗斑的优点,特别适用于光学镊子、原子冷却等。

摘要：喷嘴的结构和造型决定了冲击射流的动力特性和壁面流动特性,对抛光效果有很大影响。本文提出采用锥柱型喷嘴进行射流抛光能获得较好的射流特性。分析了射流抛光过程对射流特性的要求,提出了射流抛光喷嘴的设计原则,研究了不同几何造型喷嘴的射流特性,对射流喷嘴的不同结构和几何参数对射流特性的影响进行了仿真,模拟结果表明收缩角为13o、长径比为4的锥柱型喷嘴,其射流出口断面流速分布均匀、紊动强度低和磨粒浓度分布均匀,最适合应用于射流抛光。

摘要：针对人工晶体或隐形眼镜的面形上连续浮雕结构加工的特点,本文介绍了基于空间光调制器(DMD)曲面投影光刻物镜系统的设计方法。根据其成像面为曲面的特点,根据光学设计理论多次利用弯向物方的弯月形负透镜结构进行场曲校正,同时运用光的衍射原理优化设计物镜系统的数值孔径以消除DMD投影过程中的栅格效应。运用ZEMAX工程光学设计软件对系统进行了模拟、优化,并对优化后的结果进行了分析。对于设计实例利用上述设计原则给出了设计结果,工作波长为g线(峰值波长λ=436nm),像面曲率r=22.5mm,视场Ф6mm,数值孔径NA=0.1,分辨力为7.8μm(64lp/mm)时的光学调制传函值>0.8,畸变<±0.05%。

摘要：分析了光电系统探测能力的影响因素,建立了基于各影响因素的系统探测能力模型,提出各影响因素敏感因子概念,给出了敏感权重分析评价方法,并且实现对系统探测能力的敏感度分析.基于建立的敏感性分析方法,对光电系统进行了敏感性仿真分析,给出了各影响因子的敏感权重.结果表明:系统口径、系统焦距、大气透过率、探测信噪比阈值、探测象元大小以及成像象元数对探测能力的影响最为明显,且探测信噪比阈值、探测象元大小以及成像象元数的变化与系统探测能力的变化成反向关系;天空背景亮度、系统透过率、CCD的量子效率以及积分时间对探测能力的影响为其次,除天空背景亮度外,其他参量与探测能力均属正向变化;系统的遮拦比对探测能力的影响程度最小,且其变化与探测能力呈反向关系;各参量的敏感权重与参量关系基本固定,不随初始条件变化而变化.仿真结果验证了该敏感度分析方法具有一定的完备性与通用性,可为系统设计提供技术支持.

摘要：从硅光电倍增管(SiPM)单个微元的微等离子体电子行为模型出发,分析了SiPM的电子特性,提出了SiPM前端电子学最优设计方案。阐述了SiPM的工作机理,给出了SiPM的电子行为模型,分析了SiPM应用于水下三维测深的优势。根据水下测深信号的回波特性,设计了高速、高带宽的前置放大器,并对前置放大器进行了交流分析和瞬态分析。结果表明,该前置放大电路在带宽内具有很高的增益平坦度,相位裕度大于60°,基本保证了信号的完整性,同时保持了激光脉冲的波形。分析和测试结果表明,该探测器和电路设计方案完全能够满足水下三维测深的需要。

摘要：对流层内,环境温度随海拔高度的升高而降低。为了补偿温度变化对成像质量的影响,设计了主动调焦式航空相机物镜:f=400mm、视场角2ω=10°、F数为8、波段460～750nm、总长380mm、后截距150mm;该物镜在常温常压下,调制传递函数(MTF)fMT≥0.52(70lp/mm),接近衍射极限;各视场弥散斑均方根(RMS)直径大小约3.6μm;该相机包括一调焦组,移动范围为±5mm,调焦组每移动0.1mm,焦平面约移动0.026mm。针对设计结果,随后进行了温度水平分析和温度梯度仿真。对于温度水平分析,在-60℃～+60℃下进行了稳态调焦分析,分析结果表明经调焦组主动调焦后,物镜成像质量与常温下相差不多,可成清晰像;于此同时,相机可在调焦完成后,在温度宽度为±16℃的范围内保证像质。对于温度梯度仿真,人为地对各透镜单独设定温度场得到20℃轴向、径向温度梯度,有限元仿真及相应的计算结果表明,经主动式温度调焦后,在温度梯度情况下,相机物镜依然保证成像清晰。

摘要：分别建立了真空镀膜机行星系统中平面光学元件薄膜厚度模型和修正挡板校正薄膜厚度非均匀性模型,并运用数值计算方法完成修正挡板优化设计;研究了使用修正挡板校正薄膜厚度分布时平面行星夹具上热蒸发薄膜材料的沉积效率。实验结果表明:依据修正挡板校正薄膜厚度非均匀性模型优化设计的修正挡板能使口径为310mm、无倾斜放置的平面行星夹具上,由电子束热蒸发工艺制备的MgF2薄膜厚度均匀性优于99.6%,并且热蒸发MgF2薄膜材料的沉积效率高于87.4%。

摘要：光学薄膜中已使用的优化方法都是单目标寻优的,通过分析光学薄膜优化设计的原理,将薄膜设计的物理问题归结为混合离散变量的多目标优化设计的数学模型,并认为这是薄膜设计的一般性模型,现行的单目标优化算法只是这个模型的简化。基于这一新思路,并结合多目标优化算法的研究现状,采用了一种基于免疫应答原理的智能型多目标优化算法。该算法隐含并行处理能力,原理上是具备全局搜索能力的自适应随机性算法。将此算法运用到光学薄膜设计中,给出了一些优化的设计实例。结果表明,将多目标优化算法引入薄膜设计的新思路是可行的,将来会有较好的发展前景。

摘要：在与传统的光机系统设计方法对比下,构建了光机系统集成分析仿真的基本框架。以望远镜镜面为研究对象,选择Patran,Matlab/Si mulink和Zemax作为软件环境,分别建立各自的独立模型,探讨了光机系统集成化分析的实现策略。在简要研究模型创建、模型简化等技术的基础上,编制了结构控制接口工具,实现了光机系统结构和控制的集成分析。在研究动态数据交换(DDE)技术的基础上,探讨了大数目光线追迹问题的解决方案,实现了Matlab和Zemax的动态数据交换和光机系统的光控集成分析,达到了光机系统光机控制集成分析的目的。

摘要：提出了一种抑制光束平台抖动和压电倾斜镜机械谐振的方法从而提高系统校正带宽和跟瞄精度.通过分析双二阶滤波器参数对频率特性的影响,提出了一种双二阶滤波器的设计方法,并把这种设计方法结合比例积分(PI)控制算法用于抑制光束平台抖动和压电倾斜镜机械谐振.最后,对经典PI控制算法和增加了双二阶滤波器的PI控制算法进行了实验比较,在相同的条件下,增加了双二阶滤波器的PI控制带宽比经典PI控制带宽提高了近1倍,对平台抖动控制精度提高了5倍以上.实验结果表明:增加了双二阶滤波器的PI控制算法对抑制光束平台抖动和压电倾斜镜机械谐振简单有效,可以提高系统校正带宽和跟瞄精度.