摘要：为了同时获得目标的红外图像信息和光谱信息,设计了一种分孔径中波红外分波段成像光学系统。该系统可将位于成像器前方不同波段的目标红外场景通过分孔径方式成像到红外制冷型探测器的4个区域上。该系统通过内部分孔径的办法,在不同通道内放置滤光片的方式,实现在一个探测器上对3.5μm～4.1μm、4.4μm～5μm、3.5μm～5μm、4.4μm不同波段的目标同时成像。该系统F数为1.93,单通道的焦距为60mm,MTF接近衍射极限,同时实现了在-40℃～+60℃的无热化需求,可以满足应用和指标需求。

摘要：设计了一种可实现收发一体连续扫描的微透镜阵列,该三片式微透镜阵列以加入场镜的开普勒望远结构为原型,通过微透镜阵列之间的微小横向位移进行接收视场的选择与发射光线的同步偏转,完成扫描光学系统对大视场区域的光束收发。设计约束望远镜的视觉放大率为1,即入射和出射端口的微单元通光孔径相等,从而实现收发共用且不会造成能量损失和串扰。利用ZEMAX光学设计软件,采用发射、接收端口单独设计然后拼接的方法搭建模型。微透镜阵列工作中心波长为1 064nm,凝视视场为±1.06°,扫描视场为±10°,单元规格为1mm×1mm,且只需移动一片即可实现双向扫描,具有体积小、扫描角度大、灵敏度高等优点。

摘要：设计了一种用非线性光子晶体光纤直接输出超连续贝塞尔光束的方案。先用光纤熔接机在高非线性光子晶体光纤的输出端塌陷1 mm左右,然后将飞秒激光直接耦合到该非线性光子晶体光纤中,所产生的超连续光谱通过塌陷区域的模式耦合和相干叠加,直接输出了宽谱贝塞尔光束。该方案可以实现全光纤运转,不需要引入其他分立器件。从光纤中直接输出的超连续贝塞尔光束在米量级具有高度准直和无衍射特性。进一步实验验证了该光束在整个超连续光谱范围内具有贝塞尔光束的无衍射性和自恢复性。

摘要：新型波导型准直投影系统利用衍射光栅,仅使用一块波导板即可完成光束的耦合、扩展和成像,更利于系统集成和小型化,具有很高的研究价值。基于严格耦合波理论建立了新型波导型准直投影系统中衍射光栅的Matlab模型,并根据系统对衍射光栅的性能需求,对耦合光栅、扩展光栅和出射光栅的模型进行分析,设计衍射光栅的结构及相关参数。结果表明,采用新型闪耀光栅作为耦合光栅,扩展光栅设计为普通二元光栅和新型二元光栅相结合,采用闪耀光栅作为出射光栅,所得的新型波导型准直投影系统成像均匀,视场为24.8°×30°,系统占用空间小、质量轻,可用于集成和小型化的显示器。

摘要：为了准确测量远距离炸点平均高度,采用了双线扫描CCD成像的方法并建立了测量系统理论模型。首先采用了望远式成像光学系统对远距离炸点进行成像,采用柱面镜进行成像变换;采用Zemax软件对成像光路进行了模拟,模拟点列图结果表明了系统在物距为20 m时,能够在5 m范围内有效测量炸点光的平均高度。最后,采用曲线拟合的方法求出光斑中心位置并对测量系统进行了线性标定。经实验验证本测量系统可以在物距为20 m处测量炸点的平均高度最高约为3 m,测量精度可以达到1.95%。所设计的炸点平均高度测量系统满足了远距离、大范围的测量要求,系统运行稳定、可靠,采用双线阵CCD的测量方法有效的消除了物距不能确定的影响。

摘要：在三次相位板的波前编码技术研究中,系统的离焦极限和三次相位板的面型参数是决定系统成像质量和图像恢复难度的重要参数。本文利用根据魏格纳函数推导出的准确波前编码成像系统MTF函数,提出了一种三次相位板面型参数和离焦极限之间关系的讨论方法,分别利用该方法得出三次相位板系统的理论离焦极限和针对不同应用的实际离焦范围;计算得出限定不同离焦量要求时的三次相位板面型参数的选择。并通过对离焦与非离焦情况下系统MTF函数对比,讨论系统离焦时的MTF全局一致性。并分别利用数值计算和CODEV模拟验证了通过此方法得到的系统离焦极限和相位板面型参数的有效性。

摘要：针对目前摄影测量领域中编码靶标解码算法复杂和解码正确率易受拍摄角度影响的问题,设计一种基于射影不变原理的编码靶标及其解码方法。该编码靶标的模板包含一个基准圆和若干个编码圆,从模板中任选4个编码圆与基准圆以组成靶标,通过选择不同的编码圆组合来实现编码功能。解码过程中,利用基准圆和编码圆的几何位置关系和面积关系,实现基准圆和编码圆的快速自动定位;通过计算靶标中5个圆的圆心交比这一射影不变量,实现靶标的快速自动解码。实验结果表明,由于将射影不变量作为编码信息,当拍摄角度较大时,所设计的靶标的解码正确率高于传统的编码靶标,在60°的大角度下拍摄可以达到100%的解码正确率。

摘要：目前基于PSD的光电探测应用大多是以激光入射,有效信号远强于背景,为了满足更大的测量需求,本文提出了一种基于PSD的强背景下探测闪光点空间位置的方法。设计了预处理电路将PSD产生的微弱电流信号转换为电压信号并经过高速AD转换为数字信号,分析了背景信号对PSD测量结果的影响,提出了在软件中减去背景和暗电流以提取有效信号并对其进行精确计算的方法。用LED做闪光点在不同室外背景下进行了相关实验,结果表明:该方法可以实现200kHz的高速测量,有效去除了不同背景和暗电流的影响,强背景下测量线性误差在1.2%以内。

摘要：为提高沿岸、岛礁的潮汐测量及内陆水位监测的机动灵活性,设计了一种嵌入式、非接触水位自动测量的水尺图像采集与处理系统。该系统包括了成像单元,数据采集、处理和存储单元,交互接口单元。基于实际使用情况,提出了一种水尺自动判读算法。利用传感器的窗口截取特性,采集含有少量背景信息的水尺图像;采用Sobel水平边缘检测算子进行特征提取;最后采用投影分析的办法来判读水尺信息。水域实验结果表明,该系统能进行全天候的水位自动测量。在成像距离为25～100m范围内,达到6mm以内的判读精度。

摘要：针对目前大型球幕目标模拟系统结构复杂、投影亮度低的缺点,设计了一种基于二轴转台的目标模拟装置。讨论了系统投影坐标体系及投影图像与二轴转台角位置之间的对应关系。分析了目标精确定位的原理,提出了图像生成软件与二轴转台的联合控制算法,使用基于不同目标速度的转台控制方式并利用软件实时计算补偿转台滞后,实现目标的精确定位。实验结果表明,在对1 km以外的目标进行模拟时,本系统目标的平均定位精度在0.11像素以内,目标模拟系统满足武器系统半实物仿真的需要。