外部导入激光的积分球辐射源研制和特性研究

为了满足近年来迅速发展的光谱辐射遥感器的定标需求,我们研制了一种新型的外部导入激光的积分球辐射源。这种积分球辐射源不仅完全满足辐亮度响应度定标对定标光源的要求,而且可以对高光谱、超光谱仪器的光谱辐射响应度进行精细扫描。我们首先导入单波长激光对积分球辐射源的基本辐射特性进行了研究,包括辐亮度非稳定性、平面非均匀性和角度非均匀性。特性测试结果表明,这种新型的利用激光的积分球辐射源的各种特性与传统的灯照明积分球辐射源在同一水平内。由于其具有光谱辐通量高、单色性好、波长准确性高、可宽波段调谐等优点,有着广泛的应用前景     

结构光照明显微镜照明系统的设计与仿真

结构光照明显微镜是一种结合结构照明技术与宽场成像原理实现表面形貌测量的新工具。为方便调节物面光强和照明视场大小,并保证结构光条纹的均匀性,基于科勒照明原理提出利用成品透镜与无限远物镜,并结合数字微镜阵列(DMD)设计结构光照明显微镜照明系统的方法。通过Zemax软件建立设计模型进行仿真分析,验证了该方法设计的结构光照明系统投射到物面光照的均匀性。     

折反式眼底相机光学系统设计

为控制传统眼底相机的杂光和鬼像,设计了一款40°视场、48mm工作距离的折反式眼底相机光学系统。设计了离轴反射式网膜物镜,引入了自由曲面以校正其离轴像差,成像物镜中采用两个自由曲面对网膜物镜的剩余像差进行校正。建立了一种离焦眼模型,用于优化成像光路,消除人眼像差对成像的影响,同时得到不同视度缺陷眼的成像光路。照明光路中使用3个相邻的环形光阑,减少了眼球光学系统反射的杂光。成像光学系统可在-10～+10m-1调焦,物方各视场分辨率为33lp/mm,系统畸变小于8.5%;照明光学系统在不产生鬼像的前提下,可均匀照明眼底,照度非均匀性在15%以内。实验表明,引入自由曲面的折反式眼底相机,有效地消除了杂光和鬼像,满足大视场和大工作距离的要求。     

Design of optical system for catadioptric fundus camera

为控制传统眼底相机的杂光和鬼像,设计了一款40°视场、48 mm工作距离的折反式眼底相机光学系统.设计了离轴反射式网膜物镜,引入了自由曲面以校正其离轴像差,成像物镜中采用两个自由曲面对网膜物镜的剩余像差进行校正.建立了一种离焦眼模型,用于优化成像光路,消除人眼像差对成像的影响,同时得到不同视度缺陷眼的成像光路.照明光路中使用3个相邻的环形光阑,减少了眼球光学系统反射的杂光.成像光学系统可在-10～+10 m-1调焦,物方各视场分辨率为33 lp/mm,系统畸变小于8.5％;照明光学系统在不产生鬼像的前提下,可均匀照明眼底,照度非均匀性在15％以内.实验表明,引入自由曲面的折反式眼底相机,有效地消除了杂光和鬼像,满足大视场和大工作距离的要求.     

光电测量设备光学系统像面照度均匀性检测方法

提出了光电测量设备光学系统像面照度均匀性的检测方法,该方法首先对被检设备的CCD标定,然后用给出的均匀性检测系统对整机光学系统检测。该检测系统利用积分球产生均匀背景光信号,将光测设备置于积分球通光口处,利用计算机采集CCD图像。根据CCD的标定结果,用两点多段校正算法对采集到的图像进行校正,通过对校正后的图像进行分析,得到像面照度的不均匀度。并且将图像分为多个区域,计算各个区域的灰度与像面中心区域灰度的比值,得出图像的灰度分布,实现了光电测量设备光学系统像面照度均匀性的室内检测。     

技术鉴定

1982年10月25日至11月1日,长春光机所有三项科研成果通过技术鉴定。它们是“ZG-Ⅱ型杂光测定仪”、“消杂光涂层”和“高速齿轮”。ZG-Ⅱ型杂光测定仪ZG-Ⅱ型杂光测定仪,是为了在物镜杂光测定方面研制的一台具有较现代水平的仪器。该仪器是以现在国际上流行的黑斑法原理为基础,采用了消光积分球、瞄准显微镜等结构,设计思想先进,结构合理。通过更换附件可以测试杂光、透过率和像面照度分布。因而和国内外同类仪器比较,有一机多能的特点。     

聚光系统对显微物镜杂光测量影响的分析与实验

显微物镜通常采用部分相干照明,测量它的杂光时,有必要研究照明系统的影响。实验表明,对于中、低倍物镜来说,当照明系统的数值孔径变化时,物面相干性变化对显微物镜杂光测量的影响可以忽略,从而可以采用积分球面扩展光源去测量它们的杂光系数。文中对相关的问题进行了分析讨论。     

多角度偏振辐射计星上积分球结构设计及检测

为满足星载多角度偏振辐射计六孔径同时定标及全光路定标的要求,根据多角度偏振辐射计的光路特点和结构约束设计了六出孔椭球形积分球定标源,并对积分球辐射输出的一致性﹑均匀性及偏振特性进行了检测。其中,一致性的检测采用定标后的光谱辐射计直接测量;均匀性的检测考虑积分球出口小,采用了透镜加光阑扫描的方法;偏振度的检测使用了根据马吕斯消光定律设计的线偏振检测仪。实验和检测结果表明,采用的检测和数据处理方法提高了系统的信噪比和测量的准确性。积分球成对开孔输出一致性优于99.5%,面均匀性优于99%,偏振度低于1%,这些结果满足多角度偏振辐射计的辐射定标需求。     

线阵CDD光电参量测试系统的研究

讨论了线阵CCD光电参量测试系统的标定、调试以及CCD光电量的测量方法。重点进行了以下几个方面的讨论:积分球光源色温标定原理、方法及结果验证;线阵CCD光电参量测试系统的调试与标定(用标准探测器标定辐照度,用标准探测器标定参考探测器,用参考探测器标定辐照度,积分球出射光均匀性校正);线阵CCD各光电参量测量方法及计算程序.     

光电测量设备光学系统的像面照度均匀性检测

提出了一种光电测量设备光学系统像面照度均匀性的检测方法.该方法首先对被检设备的CCD进行标定,然后用给出的均匀性检测系统对整机光学系统进行检测.该检测系统利用积分球产生均匀背景光信号,将光测设备置于积分球通光口处,利用计算机采集CCD图像.根据CCD的标定结果,用两点多段校正算法对采集到的图像进行校正,通过对校正后的图像进行分析,得到像面照度的不均匀度.此外,将图像分为多个区域,计算各个区域的灰度与像面中心区域灰度的比值,得出图像的灰度分布,实现了光电测量设备光学系统像面照度均匀性的室内检测.利用研制的光电测量设备光学系统像面照度均匀性检测系统对某型号光电测量设备进行了检测,得到了该设备光学系统像面照度不均匀度达到18.7%,不满足不均匀度≤10%的要求,应对该光测设备进行重新装调.在重新装调后对该设备进行复检,得到重新装凋后的不均匀度为6.7%,像面照度均匀性得到了提高,验证了该方法的有效性.     

LED灯具光通量检测技术的分析研究

针对准确检测LED灯具光通量这一特殊问题,阐述了现有的三种光通量检测方法,包括积分球法,光强积分法、照度积分法.进一步分析了光通量测试设备——积分球法和分布光度计的测试原理,最后研究了基于照度积分法的分布光度计的5种结构形式,指出了不同类型的分布光度计的优缺点.研究结果对准确选择LED灯具光通量检测设备具有一定的指导意...     

曲面透明件雾度和透光率实时测试仪

为了实现大型曲面透明件雾度和透光率的实时测量,设计了一种由LED作为光源、双积分球作为信号测量端的雾度和透光率测试仪。在系统工作原理上完成了透光率和雾度的理论推导,然后进行了光源光谱分布对系统测试结果影响的仿真分析,光学设计,积分球参数设计以及支撑调整机构设计,提高了系统的测试精度和效率。最后,对大型曲面透明件雾度和透光率实时测试仪进行标定和样品测试。测试结果表明:标准雾度片的透过率绝对误差均小于0.4%,雾度绝对误差均小于0.3%,用户提供样品的透过率测量值与理论计算值的偏差亦小于0.4%,满足用户要求。     

光学系统照度分布及软件

对照度计算的常用方法进行了比较,编制了通用的照度计算程序,可计算平面、球面、二次曲面、高次轴对称曲面等系统的照度,考虑了透镜的反射和吸收、中心遮栏、镜面镀膜、光源的光谱分布等情况,提出并讨论了照度计算在色度方面的应用。     

大口径积分球方向辐射特性自动测试系统

研制了一套全自动测量系统,快速、高精度地检测了大口径积分球的方向辐射特性。该测量系统由扫描机构、陷阱探测器和总控系统组成,总控系统控制安装有陷阱探测器的扫描机构按设定的位置进行位移,并控制数据采集器进行数据采集,最后完成数据显示、分析及保存。该系统面均匀性扫描范围为1m×1m,角度特性扫描范围为±60°。利用该测量系统对自行研制的2.5m直径积分球进行了测量,实现了全自动控制,证实了该测量系统测量速度快,测量精度高,得到该积分球的面均匀性为0.19%,在±45°范围内朗伯最大偏移为1.03%,水平方向角度特性为0.0103,垂直方向角度特性为0.0068。该系统已成功用于国内多个大口径积分球的测量,获得了满意的测试结果。     

LED光源发光特性连续测试系统的研制

基于运动导轨、多测试工位、计算机控制和LabVIEW软件开发,通过集成多种LED特性测试仪器,开发一套LED光源综合发光特性连续测试试系统,使待测的LED光源依次经过基于光强测试、基于积分球测试和基于光强空间分布测试的3个测试工位,实现LED光源的光、电、色等综合发光特性的自动连续测试。该套系统具有综合、自动、集成、连续、在线的突出优点,大大提高LED测试仪器的集成度和自动化水平,并有助于提高测试数据和结果的可靠性和准确性。