Golay3稀疏孔径光学系统调制传递函数分析和成像研究

给出Golay3稀疏孔径光学系统的光瞳结构,分析其调制传递函数（MTF）特点。对不同填充因子的Golay3稀疏孔径光学系统模拟成像,并用几何均值滤波进行图像复原,以相关系数评价模拟成像质量和图像复原效果。结果表明：模拟成像和图像复原结果与调制传递函数分析结果一致;经几何均值滤波后,图像质量得到改善：图像复原效果随填充因子增大而提高。     

折反式周视红外成像系统光学设计

为增大周视成像系统视场的同时有效降低红外光学系统的复杂度,采用折反式光学结构,通过反射镜及透镜光焦度的合理分配,引入衍射面。分别设计了视场为360°×（-40°～50°）的折反式一次成像非制冷红外周视成像光学系统及视场为360°×（-30°～50°）的折反式二次成像光学系统。其工作波段为8～12 μm,光学系统F数为1.2。该系统可实现360°全方位和一定俯仰角度范围内凝视成像。设计结果表明,该系统的结构简单紧凑,后截距大,成像良好,在空间频率20 1p/mm处的调制传递函数(Modulated Transfer Function, MTF)值大于0.4,能满足应用需求。     

小型折反式短波红外光学系统设计

为解决纯折射式光学系统不易实现长焦小型化设计以及纯反射式光学系统不易实现较大视场的技术问题,采用折反式光学结构形式设计了一种焦距为500 mm、工作波段为0.9～1.7■m、F数为5的短波红外成像光学系统。该系统由抛物面主镜、二次曲面次镜以及后组透镜组成,光学系统总长度小于138 mm。设计结果表明,该系统结构紧凑、体积小、成像质量良好,在探测器对应的特征频率33 lp/mm处的调制传递函数(Modulation Transfer Function, MTF)值大于0.55,接近衍射极限。整机装配完成后进行了MTF测试及外景成像测试。实际测试结果与设计分析一致,满足应用需求。     

薄膜衍射消热差红外光学系统设计

设计了一种薄膜衍射消热差红外光学系统。此光学系统口径为200 mm,焦距为200 mm,相对孔径为1,全视场角为3°,工作波段为10.7~10.9 μm。该系统采用薄膜衍射镜作为主镜,厚度为微米量级,具有口径大、重量轻的优点,解决了现有红外光学系统重量和口径无法调和的矛盾。利用含有衍射面的折衍混合透镜进行校正主镜带来的强色散,有效解决薄膜衍射主镜成像视场小、谱段范围窄等问题。采用薄膜衍射主镜、折衍混合透镜,很好地利用了衍射面良好的消热差特性,再结合透镜材料的选择,对光学系统消热差起到了良好的作用,并且,衍射面的使用为系统设计优化过程中增加了自由度。薄膜衍射消热差红外光学系统重量轻、成像质量好、消热差性能优良,在红外遥感成像探测领域具有良好的应用前景。     

基于谐衍射特性的红外双波段光学系统设计

基于谐衍射光学元件的成像理论,将谐衍射透镜应用在传统红外单波段系统里,设计得到工作波段处于4.4～5.4μm和7.8～8.8μm的红外双波段光学系统。分析了谐衍射光学元件的特性,计算了光学系统的结构参数,并利用软件的多重结构进行了优化。设计结果表明,系统的光学传递函数在两个波段范围内,20 lp/mm时的归一化值均大于0.5,具有良好的成像质量。为红外光学系统的设计提供了一种全新器件。     

红外动态景象仿真中光学系统效应仿真

在采用数字图像注入方法对红外成像跟踪搜索系统或红外预警系统进行仿真试验中，红外动态场景仿真是仿真系统的核心技术，而光学系统效应仿真是红外动态场景仿真中的重要部分。由于仿真对象为非相干红外成像系统，光学系统效应可以只考虑其能量域内成像效应和像弥散或能量分散效应。光学系统质量一般用调制传递函数描述，可由调制传递函数计算点扩展函数，并建立基于点扩展函数的光学系统效应模型。只要调制传递函数给定准确，此方法建立的光学系统效应仿真模型的逼真度便有保证，而调制传递函数可以通过普通的光学系统测试方法获得。     

微型长波红外无热化光学系统设计

为了使微小型无人机光电吊舱能够实现红外热成像系统小型化并适应不同的环境条件,基于光学被动无热化方式,通过合理分配不同材料透镜的光焦度并同时引入衍射面,设计了一种工作波段为8～12 m、视场为24.5°×19.7°、F数为1.0的非制冷无热化红外成像光学系统。该系统由四片透镜组成,其总重量仅为35 g。光学系统的总长度为38 mm。结果表明,本文系统具有结构简单紧凑、后截距大、成像良好等特点,在30 1p/mm空间频率处的调制传递函数(Modulation Transfer Function, MTF)值大于0.3,满足应用需求。     

光学合成孔径成像系统研究

文章分析了光学合成孔径系统的成像原理,总结了合成孔径系统的成像技术,并结合孔径组合法合成孔径光学系统的特点,设计了一主镜由“8＋1式”（八块子镜、一块母镜）孔径拼接而成的组合孔径光学系统。最后通过仿真分析,埘其光学性能进行评价。     

温度对红外光学系统的影响分析及消热差设计

分析了温度对红外光学系统结构参数的影响,计算了温度变化引起系统的离焦量和调制传递函数,给出了红外光学系统消热差设计的基本原理;利用ZEMAX光学设计分析软件,结合实际的长波红外光学系统,分析其在20℃,－40℃和60℃时的成像质量。分析结果表明,该系统在常温时成像质量接近衍射极限,系统全视场调制传递函数在特征频率20 lp／mm处达0.6,87.6％的能量集中在探测器的一个像元内,成像质量优良;但是当温度在－40～60℃变化时,系统成像质量急剧恶化,不再满足使用要求,在分析的基础上采用折衍射混合光学被动式消热差技术中对其进行进一步设计,经消热差设计后该红外光学系统的成像质量得到了极大的改善,全视场调制传递函数在特征频率20 lp／mm处达0.55以上,且能量分布集中,满足红外探测系统的使用要求。     

基于波前编码的红外光学系统消热差设计研究

消热差是红外光学系统设计的重要环节之一,本文介绍使用波前编码技术进行红外光学系统消热差设计的原理及方法,分析波前编码的基本原理,给出波前编码光学系统调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)的表达式.在此基础上,以三片式长波红外光学系统为例,利用ZEMAX光学设计软件分析其在常温(+20℃)、-40℃和+60℃下的成像质量.分析结果表明,该系统在常温下的成像质量接近衍射极限,但是当温度在-40～+60℃之间变化时,MTF值迅速下降且出现零点,说明系统的成像质量急剧恶化,不再满足使用要求.加入波前编码相位版进行消热差设计后,MTF值对温度不再敏感,在不同温度下可以得到较为清晰的目标图像,表明波前编码技术可以实现红外光学系统的消热差设计.     

光纤通信仍然是最主要的传输技术

ITU组织的4年一度的国际电信博览会是通信领域规模最大的展览会 ,Telecom99又是国际电信博览会中规模最大的一次。本报告以参观Telecom99所了解的情况为基本内容 ,介绍了近年来光通信技术的发展情况 ,说明光纤通信仍然是最主要的传输技术。本报告从光纤通信设备和系统、光纤光缆、光器件、光仪表、工程施工及其它等几个角度介绍光纤通信在核心网方面的最新进展 ,光接入网的技术另有专题报告 ,本文不再赘述。     

光码分多址系统关键技术及其应用

阐述了光码分多址(OCDMA)系统的关键技术,分析了影响系统性能的几个主要问题,指出了OCDMA在光纤宽带接入,高速光纤局域网和ATM交换网等领域的应用前景。     

用于光纤通信的新型BOA电光开关结构的设计

本文提出了一种新型的ＢＯＡ（ＢｉｆｕｒｃａｔｉｏｎＯｐｔｉｑｕｅＡｃｔｉｖｅ）型电光开关结构。该结构采用了低传输耗损的ＳＯＩ（ＳｉｌｉｃｏｎｏｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）材料和高注入效率的电学注入方法。本文根据双模干涉机理和等离子体色散效应分析了这种开关的电光调制机理，根据大注入效应和双注入效应分析了这种开关的电学性质；并根据大截面单模脊形波导理论和上述分析，对这种开关的结构参数和电学参数进行了优化设计，其开关电流密度为１０２Ａ／ｃｍ２量级。     

单模光纤微探头式光镊技术

通过对平端面和基于半球形自透镜端面的单模光纤微型探头光镊技术的研究．表明单模光纤微型探头式光镊系统结构简单、捕陷范围大、操纵灵活，可以适应更多的生物细胞和生物分子的光微操作需求．扩大了激光微操纵技术在生命科学中的应用范围。     

自动交换光网络中的节点技术

本文首先通过对几个典型产品的描述，回顾了自动交换光网络节点技术的发展，然后归纳出自动交换光网络节点的功能要求和属性，之后，从不同方面对光节点进行分类整理，并重点论述光交叉连接器的六种基本结构以及一种多颗粒度的通用结构，最后综述了所涉及到的光电子器件，尤其是微机电系统（MEMS）光开关。     

超高速大容量光通信技术的发展

本文结合光通信技术的最新发展动向,阐述了光纤、光缆、光器件和复用方式等方面的开发研究成果及其在光通信中的应用。     

基于光突发交换的下一代光互联网技术

给出了基于光突发交换的下一代光互联网技术的体系结构,然后从光突发数据格式、光突发的装配、光突发交换节点与网络结构、资源预留协议,以及数据信道调度算法等方面讨论了其核心技术问题.最后,简要地指出了下一代光互联网技术的未来研究方向和主要研究内容.     

半导体激光双稳态光逻辑和信号处理

利用光纤耦合输出反馈泵浦半导体激光双稳器件,实现了微分增益、反微分增益、双稳、反双稳和零偏等5种工作模式的运转,完成了5种基本光逻辑和光信号限幅,整形和脉冲触发等光信号处理功能。     

非线性干涉滤光片开关特性及逻辑功能

应用干涉滤光片作为一种光学双稳器件,演示了光学逻辑开关功能。     

光网络性能监测技术

光网络性能监测(OPM)已成为下一代光网络发展的关键技术,构建满足光网络发展需求的OPM系统也已成为物理层技术的发展重点。本文在介绍光网络性能监测主要内容、关键技术、光采样技术的基础上,总结了目前光网络发展对光性能监测技术的主要要求,同时分析了目前应用的部分技术难点和后续发展趋势。