在柔性变焦系统中的压力变焦镜

从理论上和实验上对水冷镜的镜面曲率半径随压力变化的规律作了研究。对压力变形后镜面相对于球面作了波像差分析，分析表明压力变焦镜用于中红外激光系统是合适的     

微表面形貌检测中Mirau干涉物镜的优化设计

提出了实用的Mirau干涉头结构,降低了制作工艺要求。物镜为长工作距物镜,由光焦度较大的正光组和光焦度较小的负光组组成。设计了5种不同透射/反射率的分束板,平衡了干涉光强。Mirau干涉物镜的NA=0.3,β=-10,工作距5mm,横向分辨率Δx≥0.887μm,景深Δ=±2.956μm。     

基于ZEMAX软件的二组元变焦系统凸轮曲线设计程序

变焦系统凸轮曲线设计是变焦系统后期设计过程中十分重要的一环,曲线设计的好坏直接关系到系统最后像面的稳定程度.针对较普及的ZEMAX光学设计软件界面编写的二组元变焦系统凸轮曲线设计程序确保像面稳定,像质优良.程序可准确给出凸轮曲线的数据和形状.可借助该程序对变焦系统任意焦距位置的光学性能和像差特性进行实时评估.提高变焦系统的设计效率和精度,对变焦系统的前期和后期设计有着积极的作用.     

长波红外连续变焦光学系统的设计

红外探测具有环境适应性好、隐蔽性好、抗干扰能力强、能在一定程度上识别伪装目标的优点,在军事上被广泛应用于红外导航、红外侦察以及红外制导等方面。近年来,随着红外光学技术的长足发展,对红外连续变焦光学系统的需求日益增强。针对320×256凝视型焦平面阵列探测器,设计了长波红外连续变焦光学系统。其工作波长范围为8～12μm,F数为2.5,变倍比为10:1。并用光学设计软件CODE V进行了仿真计算和像质评价,系统在空间频率16 lp/mm处,全焦距范围内调制传递函数在0.35以上,接近衍射极限。设计结果表明,长波连续变焦红外光学系统具有变倍比大、分辨率高、体积小、像质好等特点,可应用于众多光电探测领域。     

新型离轴反射式变焦光学系统设计

介绍了一种基于初级像差理论和矢量像差理论的机械补偿式新型离轴三反变焦系统的设计。提出了反射变焦系统初始结构的确定方法,对初级像差方程进行了约束优化,得到了满足要求的部分共轴初始结构参数。指出了利用矢量像差理论进行离轴反射变焦系统设计的必要性,提出了弥补共轴系统不足的离轴反射变焦光学系统的设计方法,分析了相应的去除遮拦、矫正像差的设计理论,并结合具体的设计指标,采用CODEV光学设计软件,设计出符合系统指标要求的离轴三反变焦光学系统,并对其进行了像质评价。结果表明,成像质量良好,满足总技术指标的要求。     

基于Matlab的变焦光学系统设计

为了降低变焦距系统设计时对经验的过度依赖,提出用Matlab仿真分析来分配变焦系统各组元光焦度。以组元之间的间隔为初始量,把变倍组的物距作为自由量,通过计算公式求出满足间隔要求的光焦度分配和组元运动形式。并通过Matlab仿真,画出变焦过程中各组元移动轨迹,分析各组元偏角、视场角等因素对系统复杂程度的影响,合理分配各组的光焦度,最后制定出初始结构。对没有经验的设计者,是一种很好的方法。为了验证该方案的可行性,设计一个14×正组补偿型变焦系统,所设计系统优化后的光焦度分配值和计算的结果很接近。     

非球面变焦扩束系统的设计

文章讨论了如何将二次旋转非球面透镜引入变焦扩束系统设计中,并给出了一个采用非球面透镜的变焦扩束系统的设计方案和参数。这个扩束系统的扩束比可在2．3－18之间连续改变,最大角差小于03mard。与采用球面透镜的扩束系统相比,非球面透镜的采用不仅可以简化系统的结构,而且可以取得更大的变焦范围,并使输出光束的质量有较大提高。     

全向凝视光电成像系统鱼眼透镜的设计

为了实现光电成像系统对半空域目标的成像、探测和告警,以大视场成像理论和像差理论为基础,采用缩放法对光学系统鱼眼透镜进行了理论分析和仿真设计。利用桶形畸变及光阑彗差来增大像面照度的均匀性,通过光线追迹减小系统轴外像差,对系统成像质量进行多次评价与分析,并推导了透镜成像的畸变校正模型。结果表明,在可见光波段,得到了成像质量良好的鱼眼透镜,CCD有效像面尺寸为8.446mm×7.042mm,有效像素为2448×2050,视场为180°,焦距为2.24mm,相对孔径为1:2.8,像面照度均匀性达到90%以上,点列图弥散斑均方根半径值小于1/2像元,光学传递函数在145lp/mm空间频率处大于0.4。全向凝视光电成像系统可实现半空域目标实时探测。     

数字全息变焦系统测量液晶空间光调制器相位调制特性

针对液晶空间光调制器(LC-SLM)应用于光信息处理等诸多领域的前提是必须准确测量出其相位调制特性曲线,本文利用全息干涉计量原理和数字全息变焦系统,提出了一种测量LC-LSM相位调制特性曲线的新方法,只需拍摄两幅数字全息图就能获得完整的相位调制特性曲线,并能够消除系统误差,从而降低对光学元件和调试精度的要求,且不需要完成衍射计算。介绍了相关的测量原理,给出了具体的实验测量过程、计算方法,实验结果表明,本文方法具有系统简单、可以消除系统误差和快速的优点。     

微型无人机变焦摄像机设计

机载摄像机是微型无人机实施战术侦察的关键设备.文章突破传统机载摄像机采用定焦或基于DSP聚焦的思路,在特定飞行高度,提出变倍同步聚焦技术,并对变倍同步聚焦的基本原理、台阶拟合法等技术进行了研究,对镜头凸轮曲线进行了设计,并利用ZEMAX软件对凸轮曲线进行了拟合和优化,设计了相应的驱动控制电路和视频采集系统.飞行测试表明,设计的快速变倍同步聚焦摄像机的性能能够满足空中侦察要求.     

正确应用摄像机变焦镜头

分析摄像机变焦距镜头的特点，结合操作实践简要说明正确使用变焦距镜头对电视节目的前期艺术创作至关重要。     

小型线性差动变焦距物镜设计

报导一种用于内镜图象显示仪的小型ＣＣＤ线性差动变焦距物镜。介绍变焦物镜的高斯光学计算，象差校正原理，给出变焦物 镜的象质评价结果。     

微型无人机变倍同步聚焦镜头控制系统设计

根据微型无人机系统机载摄像机需求,设计了一种用步迸电机控制的摄像机镜头快速变倍同步聚焦控制电路.利用无人机飞控系统内置ARM处理器的富余I/O资源,结合MD127步进电机驱动器,完成了对两相步进电机的驱动,实现了高速飞行状态下平稳快速的变焦与聚焦功能.经过飞行测试,该系统能够安全可靠、精确稳定地工作.     

20×长波红外连续变焦光学系统设计

针对384×288长波量子阱焦平面探测器,设计了一个变倍比为20×的长波连续变焦光学系统,其工作波长范围为8~9μm,F数为3,可实现18.5~367 mm的连续变焦.该系统由机械补偿变焦物镜和二次成像系统组成,包括6片透镜和2片反射镜,具有大变倍比、高分辨率、小体积、高像质等优点,并用ZEMAX光学设计软件进行了仿真计算和像质评价,在奈奎斯特频率20 lp/mm处,系统全焦距范围内的MTF接近衍射极限.     

空间链路模拟器的连续变焦光学设计

为实现对激光通信系统终端的实验室性能检测,需在实验室中采用光学方法模拟空间不同距离的激光传输。根据前置傅里叶变换镜的参数,提取了链路衰减系统的初级设计指标,并根据指标要求巧妙利用了光学放大、变焦系统级联的思想,实现可变距离的空间链路过程模拟;利用ZEMAX光学软件设计了单级3~10倍连续变焦的模拟系统,给出了单级放大率和变焦系统之间的曲线。单级系统总长309 mm,结构紧凑,全视场波像差优于0.05λ,光线能量集中。通过理论分析,四级级联可实现等效为103~105km的传输距离,从而满足大多数激光通信终端的检测要求。     

防辐射长波红外连续变焦光学系统设计

为解决在强辐射环境中使用红外热像仪时由辐射导致其性能退化迅速的技术问题,基于机械正组补偿式连续变焦结构形式,通过在后固定组中引入反射镜来形成折转式光学系统,避免后端探测器直面前方辐射射线。设计了一种工作波段为8～12 μm、F数为1.2、焦距为25～90 mm的非制冷红外连续变焦光学系统。结果表明,该系统结构合理、成像良好,在探测器对应的特征频率42 1p/mm处的调制传递函数(Modulation Transfer Function, MTF)值大于0.2,满足应用需求。加工装调后,经实际成像测试,验证了设计的准确性。     

基于FPGA+单片机的调焦变倍系统设计

在光电探测领域中以往对相机调焦变倍多采用单片机( MCU)控制完成,其优点在于易于编程实现.因为要求实时控制相机的变倍、调焦,其程序的编写多采用查询方式实现,这就使单片机始终处于十分繁忙的状态,利用率降低,此外当调焦、变倍电机到达限位位置时,由于单片机是采用查询方式工作,这就导致电机到达限位与实际停止电机转动之间存在时间差,这种时间差导致电机发生堵转,容易把电机或调焦变倍驱动机构烧毁.文章采用单片机+FPGA方式进行调焦变倍控制,单片机负责通信,FPGA根据命令实现调焦变倍控制.FPGA实现调焦变倍的优势在于响应速度更快、此外能够真正实现控制电机运转和监测电机运行状态同时进行,当电机运行到限位位置能够及时停止电机运转,有效避免堵转现象发生.     

轻型折衍混合中波红外变焦光学系统设计

针对640×512元制冷型中波红外焦平面探测器,采用二次成像的光学结构以及机械正组补偿变焦方式,在设计中引入了硅基衍射光学元件,从而构成折衍混合变焦光学系统。设计结果表明,光学系统使用了7片镜片,在3.7～4.8■m波段实现了15～300 mm连续变焦,在空间频率33 lp/mm处的调制传递函数(Modulation Transfer Function, MTF)接近衍射极限。光学镜片的总重量仅有86 g,光学系统的总长度为139 mm。该系统具有变倍比大、分辨率高、重量轻、体积小等特点。     

微型无人侦察机变倍同步聚焦镜头控制

根据微型无人侦察机系统机载摄像机需求,设计了一种用步进电机控制的摄像机镜头快速变倍同步聚焦控制电路.利用无人侦察机飞控系统内置ARM处理器的富余I/O资源,结合SiTI公司的MD127步进电机驱动器,完成了对两相步进电机的驱动,实现了高速飞行状态下平稳快速的变焦与聚焦功能.经过飞行测试,本系统能够安全可靠、精确稳定地工...