摘要：为了产生半径可自由调控的聚焦环形激光且确保离焦后光束强度仍均匀,本文提出一种透射-反射式组合的环形光光学系统设计方法。对于透射式系统,基于等能量分割原理,建立入射光与出射光投射高度的映射函数,优化透镜的各项参数,将入射的高斯光先整形成平顶圆形光,实现光束强度均匀化。反射式系统通过调整焦面环形光直径调控范围、工作距离等参数,结合几何光线追迹原理,计算圆锥反射镜、抛物柱面镜及动镜的各项参数,将平顶圆形光再整形成环形光。实验结果表明:当动镜半顶角为16°时,所设计系统能够实现聚焦环形光半径在15~30 mm范围的自由调控,尺寸误差不超过0.05 mm,离焦后强度均匀度达到84%。该设计方法无需更换系统镜片即可兼顾强度均匀性和尺寸自由度,可操作性好,产生的环形光加工精度和效率更高。

摘要：基于双泽尼克多项式推导稀疏孔径光学系统与视场相关的广义光瞳函数,以Golay3稀疏孔径成像系统为例,通过ZEMAX软件进行光学设计和数据拟合获得广义光瞳函数的双泽尼克多项式系数,根据傅里叶变换关系计算得到稀疏孔径光学系统的调制传递函数(MTF),并针对不同视场稀疏孔径光学系统进行成像模拟和图像复原。结果表明,调制传递函数的理论计算结果与ZEMAX设计结果一致,利用双泽尼克多项式可以表示不同视场稀疏孔径光学系统的成像特性。构建与视场相关的维纳滤波器进行图像复原,可有效提高不同视场稀疏孔径光学系统的成像质量。

摘要：针对近视转老花人群特点,提出渐进多焦点眼用镜片(PAL)的优化设计方法。该方法中渐进多焦点表面矢高表达式为非球面公式,用连续变化的曲率调整元来调节光焦度和像散分布,该曲率调整元采用高斯函数多项式形式。分别用球面和非球面矢高表达式设计附加光焦度为1.5 D的PAL作对比。设计结果中给出了光焦度和像散分布,并采用以色列ROTLEX公司的自由曲面检测仪仿真验证。结果表明,优化设计的PAL的装配中心周边光焦度环状增加,镜片最大像散不超过1.25 D,即镜片最大像散不超过附加光焦度的83%。装配中心所在水平线的上部区域内,像散均小于0.5 D。视近区光焦度稳定带的长度接近20 mm。该PAL视远区光焦度环状增加,有利于缓解近视眼的视疲劳;镜片最大像散明显减小,易于被近视转老花且初次佩戴PAL的客户接受。

摘要：介绍了渐进多焦点眼用镜片的结构。提出了一种双向拟合设计渐进多焦点眼用镜片子午线的方法,采用两条多项式曲线从镜片视远点和视近点双向拟合,获得满足设计要求的子午线。在此基础上,选择与子午线正交、满足设计要求的曲线簇作为轮廓线,计算镜片上各个点的矢高数据,从而获得整个面形。设计结果表明,与只采用一条高阶多项式曲线描述子午线的方法相比较,双向拟合设计镜片子午线的方法可以灵活地调节子午线上光焦度增加的速率,从而控制镜片视远区、视近区以及渐进通道的光焦度和像散,设计满足眼镜佩戴者个性化需求的渐进多焦点眼用镜片,即当镜片参数相同时,双向拟合子午线不同,可以获得相应视觉需要的渐进多焦点眼用镜片。将设计的镜片进行实际加工,并检测加工结果,结果表明,加工获得的镜片性能与设计结果一致。

摘要：设计渐进多焦点眼用镜片(PAL)的轮廓线u以得到近用区可视范围广且渐变通道长度变短的渐进多焦点眼用镜片。对渐进多焦点眼用镜片采取对称设计,设置子午线上u的变化曲线作为拉普拉斯方程的边界条件,并给出边界条件的具体形式。结合自然边界条件,运用分离变量法和傅里叶变换法求解拉普拉斯方程的解析解。设计实例表明:该设计方法不仅能使渐进多焦点眼用镜片拥有宽阔的近用区可视范围,还能使渐进多焦点眼用镜片的渐变通道变短。将设计数据进行实际加工,并对加工获得的渐进多焦点眼用镜片进行测试分析,结果表明设计与实际测试结果基本相符。

摘要：提出一种设计和优化渐进多焦点眼用镜片方法。通过环曲面方程计算面型矢高,与使用球面方程设计渐进多焦点眼用镜片的方法相比,采用环曲面方程设计可以分别控制镜片在x方向和y方向的曲率,这种优化方法可以有效降低镜片的像散。分别采用球面方程和环曲面方程两种方法设计镜片,其镜片参数相同。经过加工得到样品并检测,结果表明,两种方法设计的渐进多焦点眼用镜片加光度数(ADD)基本一致。与球面方程设计相比,使用环曲面方程设计的镜片,镜片左侧像散大于1.5 D区域的宽度减小1.7 mm,镜片右侧像散大于1.5 D的区域的宽度同时减小为0,视近区散光小于0.5 D的宽度增加3.6 mm。因此,采用环曲面方程的设计方法可以有效减小渐进多焦点眼用镜片大像散区的范围,同时增大视近区可视范围。

摘要：以渐进多焦点镜片的加工为实例,阐述了采用CNC雕刻机(En3d)加工自由曲面光学元件的加工工艺,利用TRACEPRO软件宏语言将点阵数据生成非均匀有理B样条自由曲面,运用精雕机的JDPaint软件生成刀具路径,对自由曲面光学元件进行加工制造.利用自由曲面面形测量仪对加工完成的渐进多焦点镜片进行光焦度分布和散光分布的面形分析.实验结果表明:采用CNC雕刻机加工自由曲面光学元件的加工工艺简单,操作方便,并且加工后的渐进多焦点镜片面形符合设计要求.