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多孔径仿生复眼成像系统技术进展综述 被引量：12
1
作者 金伟其 林青 +1 位作者 裘溯 米凤文 《光学与光电技术》 2011年第6期9-13,共5页
昆虫复眼是一种理想的小型化、多孔径、大视场的视觉系统,具有智能特征,虽然由于每个复眼的孔径尺寸和数值孔径都很小,使昆虫复眼的视力较差,但是其对运动目标却有很高的探测灵敏度,且对光的强度、波长和颜色等都有较强的分辨力。长期以... 昆虫复眼是一种理想的小型化、多孔径、大视场的视觉系统,具有智能特征,虽然由于每个复眼的孔径尺寸和数值孔径都很小,使昆虫复眼的视力较差,但是其对运动目标却有很高的探测灵敏度,且对光的强度、波长和颜色等都有较强的分辨力。长期以来,人们一直致力于昆虫复眼的特性以及仿生昆虫复眼的研究。对目前常见的复眼类型和现有的各种类型的仿生复眼系统研究进展进行了深入分析,对比了各种类型仿生复眼系统的结构和技术特点,并对仿生复眼系统的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 复眼成像 仿生学 联立型复眼 重叠型复眼 微型光学系统
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5倍变焦距光学系统小型化设计 被引量：10
2
作者 王红 田铁印 《中国光学》 EI CAS 2014年第2期315-319,共5页
为了完成飞行器导引头目标识别与探测任务，以短焦距、大视场进行搜索并确认目标，以长焦距、小视场进行高精度目标识别。通过选择正组补偿的机械补偿法，采用3种普通光学材料，在长焦距位置，将前固定组、变倍组的组合设计为远摄型，... 为了完成飞行器导引头目标识别与探测任务，以短焦距、大视场进行搜索并确认目标，以长焦距、小视场进行高精度目标识别。通过选择正组补偿的机械补偿法，采用3种普通光学材料，在长焦距位置，将前固定组、变倍组的组合设计为远摄型，使得系统结构紧凑，满足导引头小型化的要求。利用CODEV光学设计软件，优化设计了焦距为30～150mm，视场角为12．90°×10．25°～2．59°×2．07°，筒长仅为174mm的变焦距光学系统，得到成像质量优良的设计结果。各焦距、全视场平均传递函数值在50lp／mm时为0．695，测试结果为0．562，满足系统的性能要求。 展开更多
关键词 小型化 变焦距 光学系统设计 传递函数
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微小型红外光栅光谱仪光学系统的设计与优化 被引量：3
3
作者 杜晓晴 童广 +1 位作者 胥庆 赵釜 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 2009年第1期85-91,共7页
光学系统是微小型光谱仪的核心部分,光学系统的设计质量将直接影响微小型光谱仪的性能.本文利用Zemax光学软件,对具有不对称Czerney-Turner结构的光栅光学系统进行设计与性能分析,并通过优化建立了满足要求的光学结构,该结构能实现波长... 光学系统是微小型光谱仪的核心部分,光学系统的设计质量将直接影响微小型光谱仪的性能.本文利用Zemax光学软件,对具有不对称Czerney-Turner结构的光栅光学系统进行设计与性能分析,并通过优化建立了满足要求的光学结构,该结构能实现波长范围为3—5μm的光谱检测,最小分辨波长间隔可小于50nm,光学系统特征尺寸小于10cm.本研究为微小型红外光谱仪的研制提供了前期理论基础与设计参考. 展开更多
关键词 微小型红外光谱仪 光学系统设计 光谱分辨率 光栅
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面向微型光谱仪在线检测的光学系统误差校正方法 被引量：4
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作者 周风波 朱红求 李长庚 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2022年第3期115-123,共9页
微型光纤光谱仪由于具有小型化、集成化、检测速度快等特点,适合用于工业现场多组分物质的在线检测。针对微型光谱仪由于受到仪器杂散光、光度噪声和光源波动等因素的影响,导致测量光谱信号精度差的问题,提出了一种面向微型光谱仪在线... 微型光纤光谱仪由于具有小型化、集成化、检测速度快等特点,适合用于工业现场多组分物质的在线检测。针对微型光谱仪由于受到仪器杂散光、光度噪声和光源波动等因素的影响,导致测量光谱信号精度差的问题,提出了一种面向微型光谱仪在线检测的光学系统误差校正方法。该方法首先使用光谱仪在线测量光谱强度,并通过参考溶液和待测溶液获取光谱信号;其次,通过提出的自适应小波阈值去噪法,消除光谱信号的光度噪声,提升光谱信号的灵敏度;然后,提出了一种基于双波长光强比值不变性的光源稳定方法,动态消除光源误差;最后,对铜钴离子的光谱信号进行动态校正,并对校正曲线进行性能分析。结果表明,所提出的方法简单快速,适用于光谱信号的动态校正,以满足多金属杂质离子在线检测的需求。 展开更多
关键词 微型光纤光谱仪 多金属离子检测 光学系统误差校正 自适应小波阈值法
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微型头戴式单光子荧光显微成像技术研究进展
5
作者 付强 张智淼 +2 位作者 赵尚男 刘洋 董洋 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1010-1021,共12页
微型头戴式单光子荧光显微成像技术是近些年出现的用于神经科学研究的一种突破性方法,可以对自由移动活体动物的神经活动进行实时成像,提供了一种前所未有的方式来访问神经信号,增强了对大脑如何工作的理解。在脑科学研究需求的推动下,... 微型头戴式单光子荧光显微成像技术是近些年出现的用于神经科学研究的一种突破性方法,可以对自由移动活体动物的神经活动进行实时成像,提供了一种前所未有的方式来访问神经信号,增强了对大脑如何工作的理解。在脑科学研究需求的推动下,目前已经出现了许多种类型的微型头戴式单光子荧光显微镜,如高分辨率成像、无线记录、三维成像、双区域成像和双色成像等。为了更加全面地了解和认识这种新兴的光学神经成像技术,本文按成像视场进行分类,对目前报道的不同类型微型头戴式单光子荧光显微镜所具有的特点进行了介绍,重点讨论了其所采用的光学系统方案和光学性能参数,分析对比了不同方案的优缺点,以及未来的改进方向,以便为脑科学研究人员的实际应用提供参考。 展开更多
关键词 微型单光子荧光显微镜 神经信号 脑科学 光学系统
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高集成度四视场中波红外光学系统
6
作者 何红星 《红外》 CAS 2018年第3期1-8,共8页
为了实现超小型化、长焦距和超大视场,提出并设计了一种高集成度四视场中波红外光学系统。该系统采用双光路结构形式,包括超小视场光路和小/中/大视场光路,两支光路共用中继组;对超小视场光路进行了四次立体折叠,并对小/中/大视场光路... 为了实现超小型化、长焦距和超大视场,提出并设计了一种高集成度四视场中波红外光学系统。该系统采用双光路结构形式,包括超小视场光路和小/中/大视场光路,两支光路共用中继组;对超小视场光路进行了四次立体折叠,并对小/中/大视场光路进行了二次折叠。通过以上六次折叠,整个双光路光学系统的外形尺寸得到了有效约束,其外形包络在242mm×150mm×85mm(局部125mm)范围内,系统集成度高。这种双光路光学系统包括超小视场、小视场、中视场和大视场四个视场。其中,超小视场的焦距为688mm,视场为0.8°;大视场的焦距为13.19mm,视场为40°,实现了长焦距和超大视场并存,并获得了50×的变倍比;超小视场光学系统仅采用5片透镜,透过率高,并具有光学被动消热差设计;整个双光路光学系统结构紧凑,体积小,实现了超小型化。设计结果表明,该光学系统像质良好,可以满足高性能热像仪的使用要求。 展开更多
关键词 高集成度 长焦距 超大视场 超小型化 四视场中波红外光学系统
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小型折反式短波红外光学系统设计
7
作者 吴海清 李同海 谈大伟 《红外》 CAS 2024年第2期1-8,共8页
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0.9~1.7μm、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... 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0.9~1.7μm、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。 展开更多
关键词 短波红外 小型化 折反式 光学系统
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激光测照器光学系统小型化的研究 被引量：1
8
作者 贾颖娟 于洵 +2 位作者 姜旭 武继安 齐媛 《兵工自动化》 2018年第12期16-21,共6页
为解决传统激光测照器光学系统只实现光束准直、光束均匀度较差的问题,对激光测照器光学系统小型化进行研究。对激光光束进行扩束,利用盖师贝格-撒克斯通(Gerchberg-Saxton,GS)改进算法设计用于光束匀化和准直的二元光学元件B1和B2,根... 为解决传统激光测照器光学系统只实现光束准直、光束均匀度较差的问题,对激光测照器光学系统小型化进行研究。对激光光束进行扩束,利用盖师贝格-撒克斯通(Gerchberg-Saxton,GS)改进算法设计用于光束匀化和准直的二元光学元件B1和B2,根据光功率恒定原理,建立光束匀化的坐标变换公式,在ZEMAX中编写宏指令设计非球面透镜组光学系统。结果表明:该系统能使光束均匀度达到96.2%,发散角优于0.25 mrad,实现了光学系统的小型化(光学系统结构为110 mm×42 mm×42 mm)。 展开更多
关键词 激光束整形 光学系统小型化 二元光学元件组 非球面透镜组
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用于管道检测机器人的微型化成像系统(特邀)
9
作者 苏德尔 李浩宇 +3 位作者 高伟达 王宇航 郭长亮 赵唯淞 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2024年第2期205-211,共7页
管道机器人是对复杂系统中管道损伤进行检测和评估的主要工具之一,通过沿行进方向搭载成像系统,实现了在管道中的运动导航和内环境观察。然而,这会导致管壁信息存在于图像传感器边缘,不可避免地会受到镜头畸变的影响而降低对损伤的检测... 管道机器人是对复杂系统中管道损伤进行检测和评估的主要工具之一,通过沿行进方向搭载成像系统,实现了在管道中的运动导航和内环境观察。然而,这会导致管壁信息存在于图像传感器边缘,不可避免地会受到镜头畸变的影响而降低对损伤的检测精度,提高对损伤的定量难度。而搭载额外的成像系统观察管壁会大大增加机器人的承载负荷和整体体积,尤其在小尺寸管道机器人中。设计一款适用于管道机器人的微型化管壁成像系统。经过元件选型、光学系统优化和3D打印集成后,整个系统的体积为25 mm×30 mm×12 mm,最优横向分辨率为15.63μm。最后利用该系统制作了一款微型管道机器人,验证了其成像效果和定量能力。此系统有望搭载到其他管道机器人上作为扩展载荷,提升对管壁细节信息的捕捉能力。 展开更多
关键词 管道机器人 微型化成像系统 管壁检测 光学系统优化设计
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