新型远距型物镜的研究

本文以f＝240的望远物镜的设计为例，对一种新型远距型物镜─目视观察和CCD成像两用望远物镜的设计做了深入的研究，并指出它具有创新性和广泛的应用前景．     

光学元件

9907320新型远距型物镜的研究[刊]/冯玉萍//量子电子学报.—1998,15(5).—509～515(A)本文以 f=240的望远物镜的设计为例,对一种新型远距型物镜—目视观察和 CCD 成像两用望远物镜的设计做了深入的研究,并指出它具有创新性和广泛的应用前景。参3     

长焦距同轴四反射镜光学系统设计

低成本、高性能对地遥感微纳卫星是当前研究和开发的热点，为适应微纳卫星平台，要求空间相机具备小型、轻量化的特点。在其体积和质量的限制下，设计结构尽可能紧凑的长焦距大视场望远物镜是成功研制高分辨率对地遥感光学相机的关键，研究利用同轴四反射镜系统解决这一问题的可能性。首先，介绍无二次遮拦同轴四反射镜望远物镜的组成与工作原理；基于近轴光学和初级像差理论，导出几何约束条件和初级像差公式，给出结构紧凑的长焦距同轴四反镜系统的设计思想与方法；最后给出举例及设计结果。优化设计了全视场角11、有效焦距2 100 mm、F数为7的同轴四反射光学系统，总长228 mm，约为有效焦距的1/9，结构简单紧凑，像质接近衍射极限。     

宽波段超大孔径反衍望远系统设计

二元光学器件除了能减小成像系统的体积、重量和成本外,还具有许多传统光学元件无法比拟的优越性.分别利用两个二元光学器件作为系统物镜和目镜,依据Schupmann望远系统设计了25 m口径超大孔径反衍混合望远系统,弥散斑大小以及MTF函数都能够达到设计要求.并提出使用谐衍射透镜代替普通衍射透镜,对系统进行了进一步改进,使望远系统获得较宽的光谱范围.研究结果表明,该望远系统无论是在单一光谱,多频带光谱或者连续光谱范围,都能够获得接近衍射极限的成像质量.     

望远镜型热稳腔设计方法的研究

本文对望远镜型平凹热稳腔工程设计中的几个重要参数，即望远镜放大倍率、望远物镜的焦距，全反膜片的位置以厦望远镜的最佳离焦量的确定进行了理论分析。该腔型用于激光高精度打孔取得了满意的成效。     

大相对孔径长焦距同轴折反射式望远物镜设计

以双反射镜系统为基础,在其前后均增加一组折射光学元件来校正和平衡系统像差,设计了一款仅由2片反射镜和4片透镜组成的大相对孔径、长焦距且总长较短的折反射式望远物镜.该物镜系统的工作波段为400?700nm,焦距为900 mm,入瞳直径为500 mm,遮拦比为0.43,系统总长为495 mm,全视场角范围内的调制传递函数值...     

多波段共孔径光学成像系统的几种实现途径（特约）

借助微分方法,提出光学系统内的消波段间色差和波段内色差条件,建立了扩展的复消色差理论,通过对比各自波段和全波段的折射率-色差系数,进行材料配对,并迭代优化校正各类像差。由此介绍了几种多波段共孔径光学系统的实现途径和具体设计实例,包括:透射式结构的宽波段及多波段成像物镜光学系统;透射式结构的中波/近红外二次成像变焦系统;透射式结构的中/长波红外二次成像变焦系统;通过反求工程（Reverse Engineering）设计了AN/AAQ-33“狙击手XR”吊舱采用的中波/近红外共孔径透射式前置望远系统主光路;AN/ASQ-228 ATFLIR吊舱采用的共孔径离轴三反射式消像散前置望远系统主光路;AN/AAS-52 MTS-B吊舱采用的同轴偏视场三反前置望远系统主光路;EKV采用的同轴四反二次成像系统;拓展介绍了采用同轴折反式前置望远+后置成像结构的光路结构,包括同轴折反式中波/短波/近红外和长/中/短波红外望远系统+后置分光成像系统的设计;以及一些典型弹载光学系统共孔径或共光路的设计。     

望远太阳帽

本实用新型是一种望远太阳帽,它含有帽顶、帽檐、帽台、望远镜目镜、望远镜物镜和连动杆,后三者通过铰链固定于帽舌上,它     

激光准直系统的改良

激光准直系统用于减少激光束的发散角，通常采用倒置的伽里略望远系统来实现。但它有两个很大的缺点；一是激光在光学表面一个很小的面积上聚集，产生很高的能量密度，容易导致击穿，对于工作中的仪器显然不利；二是为使激光束发散角降低，需要以物镜口径的增大为代价，发散角降低的倍数越大，激光器出光端面离开光学系统的距离越远，物镜口径增大的幅度也越高。它们的关系可从图（1）推出。     

大视场大相对孔径瞄准物镜的设计

本文概述了大相对孔径物镜不同结构方案的优缺点，阐述了大视场、大相对孔径物镜设计的原则。论述了单透镜一三胶合透镜一单透镜这种新型结构的设计方法，并且列举了这种结构的设计结果．     

基于多GPU的液晶自适应光学波前处理器

为了满足4 m天文望远镜液晶自适应光学系统的波前处理要求,研究了基于多GPU的波前处理器。介绍了液晶自适应光学波前处理方法。分析了用于匹配4 m望远镜的哈特曼探测器数目、Zernike模式数和液晶校正器驱动单元数。详细论述了多GPU下波前处理方法,包括:单GPU下计算斜率;按列分块法拟合Zernike系数;Zernike对称性算法和按行分块法计算液晶校正器灰度图。最后,分析了匹配4 m望远镜的液晶自适应光学系统的残余误差传递函数,并由此模拟了残余误差传递函数的幅频响应。实验结果表明,斜率计算延迟18 μs,Zernike系数拟合延迟39 μs,校正器灰度图计算延迟114 μs。多GPU下总的波前处理延迟171 μs,小于哈特曼探测器采样时间500 μs,液晶自适应光学系统-3 dB残余误差抑制带宽可达53 Hz。满足4 m天文望远镜的应用要求。     

局域空心光束尺寸变换的模拟及实验

不同尺寸的局域空心光束可囚禁不同尺度的微粒,在生命科学和纳米科技中具有重要的意义.提出了一种利用普通球面透镜望远系统来变换局域空心光束尺寸的新方法.利用几何光学方法进行了分析,采用ZEMAX光学设计软件实现光线追迹进行模拟.实验中拍摄并测量了经望远系统变换前后的局域空心光束的尺寸.结果表明,局域空心光束尺寸的变换比等于...     

600mm薄镜面主动光学望远镜轴系结构设计

为研究大型望远镜薄镜面主动光学的核心技术,以600 mm望远镜为缩比系统,采用高精度标准轴承设计了具有快速装调、高互换性和便于维护等特点的俯仰-方位轴系结构.俯仰轴系由向心角接触球轴承构成,方位轴系由推力球轴承和双列圆柱滚子轴承构成.采用有限元软件Patran仿真得到了系统的前三阶固有频率和振型.分析了影响轴系回转精度的误差源,采用谐波理论对轴系误差测量结果进行了处理,得到俯仰轴系晃动误差为4.2,方位轴系晃动误差为9.3.望远镜在外场观星试验中得到了比较理想的成像效果,验证了轴系结构设计的合理性和正确性,并为中小型望远镜高精度轴系的研制提供了设计依据和技术途径.     

高光谱成像仪衍/折射光学系统消二级光谱的设计

采用光学设计的基本原理,结合高光谱成像仪光学系统的特性,详细研究了宽光谱、长焦距衍/折混合光学系统消二级光谱的设计方法、步骤.按照消二级光谱的焦距分配公式,设计了消二级光谱的高光谱成像仪的衍-折混合光学系统,设计的光学系统满足实际使用要求,其二级光谱保持在设计水平以下(≤0.8mm).     

环境气压对衍/折光学系统消二级光谱设计的影响

研究了环境气压对宽光谱、长焦距衍／折混合光学系统消二级光谱设计的影响。推导了环境压力变化时阿贝数变化对像面移动的影响。采用离焦法对系统进行校正,当环境气压变化小于0．5Pa时,系统的像面移动不超过O．8mm,研究了本系统使用的玻璃和衍射元件的综合气压特性,对解决其他光学系统气压的影响有一定的指导意义。     

可扩展式自适应光学系统波前处理器的硬件设计

为满足大型地基高分辨率成像望远镜对自适应光学系统波前处理的需求,需设计千单元的自适应波前处理系统.为此提出了一种可扩展式的自适应光学系统波前处理器.系统由波前处理主板和波前处理子板组成,每块波前处理主板可扩展10块波前处理子板.整个系统可以完成2 000帧/s的实时波前图像的采集、子孔径斜率的计算、波前拟合和1 200...     

Optics Design and Verification for the APEX Swedish Heterodyne Facility Instrument (SHeFI)

In this paper, we present the design and verification of the optics of the Swedish Heterodyne Facility Instrument (SHeFI) receiver installed in the Atacama Pathfinder EXperiment (APEX) telescope during spring 2008. SHeFI is located in the Nasmyth instrumentation Cabin A (NCA). The receiver has been designed to have 6 frequency channels, of which four receiver channels have been built, and characterized: 211-275 GHz (Band 1), 275-370 GHz (Band 2), 385-500 GHz (Band 3), and 1250-1390 GHz (Band T2). Bands 1, 2, and T2 are installed at the telescope and are currently in operation. The optical design is driven by the requirement of frequency independent illumination of the secondary with -12 dB edge taper for each frequency channel and the limitation (beam clearance through the Nasmyth tube and the elevation encoder) imposed by the receiver position in the NCA. This paper describes the design approach, optimization, and verification of the optical system, coupling each individual receiving beam to the common optics of the telescope.     

红外低温光学关键技术研究综述

随着红外探测技术的日趋成熟,以降低背景辐射为目的的低温光学技术已成为提高红外探测技术发展的主要途径。本文从工程应用的角度阐述了红外低温光学技术的各个要素,如低温光学系统构型选择、光学和机械结构设计、光学系统材料选择以及光学系统制冷方案设计等在低温光学处理中的设计要点。介绍了红外遥感相机和红外空间望远镜这两个红外低温光学的应用实例。最后对机载红外系统低温光学的应用提出了建议。     

不同导星数量和排布情况下地表层自适应光学系统的性能分析

基于频谱滤波理论和经典大气湍流 7 层模型, 通过地表层自适应光学 (GLAO) 系统的理论滤波器模型, 结合 有限导星条件下的误差传递函数 (ETF), 探究了不同导星数量与不同导星排布情况下地表层自适应光学系统的性能。 研究结果表明 6 颗导星呈中心 1 颗、其余 5 颗在视场边缘均匀环形分布时, 系统校正性能较优。该研究结果对正在研 制的一米新真空太阳望远镜多层共轭自适应光学 (MCAO) 系统 (含有 GLAO 系统) 具有重要指导作用和参考价值。     

大型光学望远镜子镜单元微位移促动器综述

微位移促动器是拼接镜面望远镜子镜主动支撑系统中的关键执行机构,在应用中必须同时满足大行程、高精度和高负载等要求.随着望远镜口径的不断增大,促动器在保持高精度和高负载的同时还应具有更大的行程,这对促动器的设计来说是一个挑战.为了寻找微位移促动器结构的可行方案,给促动器的研究人员提供系统的参考,本文针对大型光学红外拼接镜面...