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全天时星敏感器光学系统设计参数选择 被引量：20
1
作者 樊巧云 李小娟 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期254-260,共7页
光学系统设计是星敏感器设计的关键,光学系统参数决定将影响星敏感器的性能指标,而参数的选择需要考虑天空背景辐射、图像传感器参数等多种因素。采用Modtran软件仿真分析了不同情况下的天空背景辐射。在此基础上,通过引入能量集中度以... 光学系统设计是星敏感器设计的关键,光学系统参数决定将影响星敏感器的性能指标,而参数的选择需要考虑天空背景辐射、图像传感器参数等多种因素。采用Modtran软件仿真分析了不同情况下的天空背景辐射。在此基础上,通过引入能量集中度以及传感器噪声,推导出更精确的可探测极限星等公式,并深入分析了星敏感器可探测极限星等、探测概率以及探测精度与各影响因素的关系。对典型设计参数的可行性进行了分析,分析结果可为全天时星敏感器光学系统设计提供参考。 展开更多
关键词 光学设计 星敏感器 全天时 光学系统设计 参数选择
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高分辨力空间相机的光学系统研究 被引量：81
2
作者 徐抒岩 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期2164-2172,共9页
关键词 空间相机 高分辨力可见光相机 光学系统设计 光学传递函数
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宽视场大相对孔径星敏感器光学系统设计 被引量：29
3
作者 王虎 苗兴华 +1 位作者 汶德胜 李英才 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1822-1824,共3页
介绍了一种用于卫星姿态控制的星敏感器光学系统,该光学系统焦距为51mm,相对孔径为1/1.1,视场角为21°×21°(圆视场2ω=30°),光谱范围为0.5～0.85μm,采用了复杂化双高斯结构.与普通成像系统不同的是,该系统要求对不... 介绍了一种用于卫星姿态控制的星敏感器光学系统,该光学系统焦距为51mm,相对孔径为1/1.1,视场角为21°×21°(圆视场2ω=30°),光谱范围为0.5～0.85μm,采用了复杂化双高斯结构.与普通成像系统不同的是,该系统要求对不同光谱的恒星所采集到的点像能量中心是一致的,且星像点像的弥散圆须控制在一定的范围内.具有倍率色差小、轴上和轴外能量分布比较一致的特点. 展开更多
关键词 星敏感器 光学设计 倍率色差
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离轴反射式光学系统设计 被引量：27
4
作者 伍和云 王培纲 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期34-37,共4页
提出通过光瞳和视场离轴,实现无中心遮拦的离轴反射式光学系统设计方法。在同轴三反射光学系统基础上,将光瞳和视场适当离轴,实现镜间遮拦的消除。分主镜或次镜为系统孔径光阑两种情况,导出同轴三反射光学系统初级像差公式和初始结构参... 提出通过光瞳和视场离轴,实现无中心遮拦的离轴反射式光学系统设计方法。在同轴三反射光学系统基础上,将光瞳和视场适当离轴,实现镜间遮拦的消除。分主镜或次镜为系统孔径光阑两种情况,导出同轴三反射光学系统初级像差公式和初始结构参数计算公式。由三反射系统成像性质,进一步总结无焦光路条件。根据设计理论计算离轴三反射系统初始结构,利用Zemax优化得到无中心遮拦的离轴三反射空间观测望远镜。入瞳320mm,视场(±0.3°)×(±0.6°),焦距1800mm。 展开更多
关键词 离轴系统设计 光学系统设计 反射式光学系统 非球面系数
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基于共焦法的透镜厚度测量系统设计 被引量：29
5
作者 乔杨 张宁 +1 位作者 徐熙平 刘涛 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1635-1641,共7页
研究通过分析共焦法检测透镜厚度的原理,并结合实际,给出了共焦光学系统的设计指标及要求,据此设计了一套共焦光学系统,结合光纤、耦合器、光谱仪等设备构成了基于共焦原理的透镜厚度测量系统。文中分析了本共焦光学系统的公差,分析结... 研究通过分析共焦法检测透镜厚度的原理,并结合实际,给出了共焦光学系统的设计指标及要求,据此设计了一套共焦光学系统,结合光纤、耦合器、光谱仪等设备构成了基于共焦原理的透镜厚度测量系统。文中分析了本共焦光学系统的公差,分析结果表明,所给公差相对较宽松,整个光学系统设计合理,且在此公差下,本光学系统仍能清晰成像。本系统的测量范围至少为15 mm,可以有较广泛的应用。对于普通的K9玻璃,本检测系统的测量范围可达23.4 mm,测量精度为1μm。 展开更多
关键词 透镜厚度测量 共焦法 光学系统设计
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激光半主动制导导引头光学系统的设计 被引量：28
6
作者 胡博 常伟军 +1 位作者 孙婷 何玉兰 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期402-405,共4页
根据四象限探测器的工作原理,激光半主动导引头光学系统所成光斑需均匀分布在探测器靶面上。首先分析此类光学系统像差特点,提出像差的设计方案,然后通过使用CODE V设计一套光学系统,利用痕迹图、包围能量等定性评价系统光斑质量。在不... 根据四象限探测器的工作原理,激光半主动导引头光学系统所成光斑需均匀分布在探测器靶面上。首先分析此类光学系统像差特点,提出像差的设计方案,然后通过使用CODE V设计一套光学系统,利用痕迹图、包围能量等定性评价系统光斑质量。在不同视场时,通过LightTools光机分析软件追迹1×106根光线,得到探测器靶面的光线分布,利用Matlab处理数据并绘制角度-输出响应曲线,利用该曲线可精确评价探测器靶面的光斑性能。 展开更多
关键词 激光导引头 光学系统设计 四象限探测器 激光半主动寻的制导
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空间遥感测绘光学系统研究综述 被引量：26
7
作者 巩盾 《中国光学》 EI CAS CSCD 2015年第5期714-724,共11页
将遥感技术应用到测绘当中是现代地质测绘技术的发展趋势,随着光学载荷分辨率的不断提高,遥感测绘已经成为社会发展和国民经济发展的重要保障。光学载荷决定了测绘空间遥感器的分辨率、测绘精度、卫星平台体积与重量,是遥感器的核心部... 将遥感技术应用到测绘当中是现代地质测绘技术的发展趋势,随着光学载荷分辨率的不断提高,遥感测绘已经成为社会发展和国民经济发展的重要保障。光学载荷决定了测绘空间遥感器的分辨率、测绘精度、卫星平台体积与重量,是遥感器的核心部分。本文对高成像质量透射光学系统、同轴三反光学系统、离轴三反系统等常用的空间遥感测绘光学系统的结构形式和光学性能分别进行了介绍,并对处于研发阶段的新型空间反射光学系统的结构形式和光学性能进行了展望。分析认为,根据不同的应用环境和技术指标,合理选用不同种类的遥感测绘光学系统,可以最大程度利用平台资源,满足遥感测绘需求。 展开更多
关键词 遥感测绘 光学系统设计 传递函数 相对畸变
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短焦距变焦物镜设计 被引量：21
8
作者 程珂 周泗忠 张恒金 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1825-1828,共4页
介绍了机械补偿式三组元连续变焦系统设计方法;基于微分解析法,提出快速变焦法用于优化系统高斯初始结构,减小了外形尺寸.并设计了一焦距3.87mm～19.35mm,视场76.6°～17.71°可见光变系统.设计结果表明:该变焦系统较之同类专... 介绍了机械补偿式三组元连续变焦系统设计方法;基于微分解析法,提出快速变焦法用于优化系统高斯初始结构,减小了外形尺寸.并设计了一焦距3.87mm～19.35mm,视场76.6°～17.71°可见光变系统.设计结果表明:该变焦系统较之同类专利设计结果,具有结构紧凑、视场大、像面稳定度高的优点. 展开更多
关键词 光学设计 变焦距 光学系统
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仿生复眼成像系统设计与制作的研究进展 被引量：22
9
作者 巩宪伟 鱼卫星 +3 位作者 张红鑫 卢振武 孙强 沈宏海 《中国光学》 EI CAS 2013年第1期34-45,共12页
基于仿生复眼光学成像系统体积小、重量轻、视场大、灵敏度高等优点,对其研究现状和发展前景进行了综述。简要介绍了生物复眼的结构与分类;分别从平面型和曲面型仿生复眼成像系统的设计概述了仿生复眼的研究进展,给出了国内外典型复眼... 基于仿生复眼光学成像系统体积小、重量轻、视场大、灵敏度高等优点,对其研究现状和发展前景进行了综述。简要介绍了生物复眼的结构与分类;分别从平面型和曲面型仿生复眼成像系统的设计概述了仿生复眼的研究进展,给出了国内外典型复眼成像系统的结构、模型和成像功能;总结了仿生复眼成像系统应用于不同领域的特点和优势。最后,分析了目前仿生复眼的工艺现状,指出仿生复眼的功能主要受微器件制作工艺的限制,而超精密加工技术是一种革新的、综合的微细加工方法,具有制作更高精度透镜阵列,提高人工仿生复眼应用能力的潜力。 展开更多
关键词 仿生复眼 成像系统 微透镜阵列 光学设计 微细加工
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激光半主动导引头光学系统设计 被引量：20
10
作者 刘智颖 邢天祥 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期527-531,共5页
激光制导导引头是当今最常用的制导装置,本文设计的激光半主动制导导引头由光学接收系统和一个四象限探测器组成。本文对四象限探测器的工作原理进行了分析介绍。结合激光器的发射功率、作用距离与四象限探测器的参数,对导引头光学系统... 激光制导导引头是当今最常用的制导装置,本文设计的激光半主动制导导引头由光学接收系统和一个四象限探测器组成。本文对四象限探测器的工作原理进行了分析介绍。结合激光器的发射功率、作用距离与四象限探测器的参数,对导引头光学系统参数进行了计算与分析,得到了系统入瞳的最小尺寸。应用ZEMAX软件对激光半主动导引头的光学系统进行了优化设计,并通过包围圆能量曲线、光斑均匀性等对光斑质量进行了评价。使用MATLAB软件对能量曲线进行拟合,根据拟合曲线对光斑的能量分布进行评价。 展开更多
关键词 激光半主动导引头 光学系统设计 四象限探测器 光斑质量
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基于LCVR调谐的全偏振多谱段成像系统 被引量：18
11
作者 张颖 赵慧洁 +1 位作者 程宣 熊胜军 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期1375-1378,共4页
提出一种新型全偏振多谱段成像系统,将液晶相位可变延迟器LCVR应用于全偏振成像技术,在可见-近红外波段上可快速实现光的全偏振态的精确调制。系统由光学镜头、LCVR、偏振片、滤波片和CCD探测器组成。文章首先介绍了系统结构、工作原理... 提出一种新型全偏振多谱段成像系统,将液晶相位可变延迟器LCVR应用于全偏振成像技术,在可见-近红外波段上可快速实现光的全偏振态的精确调制。系统由光学镜头、LCVR、偏振片、滤波片和CCD探测器组成。文章首先介绍了系统结构、工作原理和光学设计,并提出了适合本系统的偏振定标方法,建立了偏振定标系统,实现了利用较小面积的偏振源对系统进行高精度偏振定标;再利用该成像系统进行了室外试验,获取了全偏振光谱图像,所获取的图像有较高的空间分辨率和光谱分辨率,最后对图像进行初步的数据处理,得到了被测物的偏振度图像。试验验证了该成像系统的全偏振多谱段数据成像获取能力,成像数据可应用于目标识别、目标分类等方面的分析。 展开更多
关键词 光学系统设计 液晶相位可变延迟器 偏振定标 偏振光谱遥感
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折/衍混合透视型头盔显示器光学系统设计 被引量：11
12
作者 杨新军 王肇圻 +1 位作者 孙强 卢振武 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期9-12,8,共5页
为满足头盔显示器(HMD)对大视场、高像质和彩色显示的要求,提出了改进型 HMD 光学系统。该系统以彩色 LCD 为图像源实现彩色显示;以折/衍混合单透镜代替双胶合,利用其负色散和波面任意整形特性消除系统色差及改善波前像差。图像源发出... 为满足头盔显示器(HMD)对大视场、高像质和彩色显示的要求,提出了改进型 HMD 光学系统。该系统以彩色 LCD 为图像源实现彩色显示;以折/衍混合单透镜代替双胶合,利用其负色散和波面任意整形特性消除系统色差及改善波前像差。图像源发出的光束在分束器附近成中间像,可增大系统视场;出瞳在中继光学组元中间成像,可减小系统口径,增大出瞳直径;球面耦合器将分束器反射过来的光束准直后投射到人眼,能消除人眼反复观察不同焦距的视频图像和外界图像所造成的疲劳。该系统垂轴色差小于 42μm,视场扩大为 40°(水平)×30°(垂直),分辨力接近人眼的最小分辨能力;口径小于 46mm,重量比现有 HMD 光学系统下降 47%。 展开更多
关键词 头盔显示器 衍射光学元件 光学系统设计
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基于共心球透镜的多尺度广域高分辨率计算成像系统设计 被引量：15
13
作者 刘飞 魏雅喆 +2 位作者 韩平丽 刘佳维 邵晓鹏 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期101-110,共10页
针对实时广域高分辨率成像需求,充分利用具有对称结构的多层共心球透镜视场大且各轴外视场成像效果一致性好的特点,设计基于共心球透镜的多尺度广域高分辨率计算成像系统.该系统基于计算成像原理,通过构建像差优化函数获得光学系统设计... 针对实时广域高分辨率成像需求,充分利用具有对称结构的多层共心球透镜视场大且各轴外视场成像效果一致性好的特点,设计基于共心球透镜的多尺度广域高分辨率计算成像系统.该系统基于计算成像原理,通过构建像差优化函数获得光学系统设计参数,结合球形分布的次级相机阵列进行全局性优化,提高系统性能的同时有效简化光学设计过程、降低系统设计难度.系统稳定性测试结果表明,该成像系统的MTF(modulation transmission function)值在截止频率处接近衍射极限,弥散斑均方根恒小于探测器像元尺寸,整机实景实时成像效果良好,无视觉可见畸变.该系统不仅有效解决了传统成像中广域和高分辨率成像矛盾的问题,而且为计算光学成像系统设计奠定了一定研究基础. 展开更多
关键词 广域高分辨率系统 计算成像 光学设计 多尺度成像
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实现复消色差的超常温混合红外光学系统 被引量：13
14
作者 宋岩峰 邵晓鹏 徐军 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期6298-6303,共6页
讨论了利用二元光学元件实现红外光学系统消热差的原理和方法,分析了二元光学元件的色散特性及其在校正二级光谱中的优越性,给出了实现复消色差和超常温消热差的混合红外光学系统设计实例.该系统焦距100 mm,相对孔径1/2,视场角6°,... 讨论了利用二元光学元件实现红外光学系统消热差的原理和方法,分析了二元光学元件的色散特性及其在校正二级光谱中的优越性,给出了实现复消色差和超常温消热差的混合红外光学系统设计实例.该系统焦距100 mm,相对孔径1/2,视场角6°,工作波段8—11μm;采用了两种最常用的硅和锗材料,共三片,结构简单.在-80—200℃的超宽温度范围内,成像质量稳定并达到衍射极限,约在系统0.7孔径处轴向像差曲线基本相交于一点,实现了系统的复消色差. 展开更多
关键词 红外光学系统设计 消热差 复消色差 折射/衍射混合光学系统
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二次成像光学被动无热化设计 被引量：15
15
作者 罗金平 王合龙 +1 位作者 刘欣 潘枝峰 《电光与控制》 北大核心 2012年第4期85-88,共4页
介绍光学被动无热化设计的原理,对二次成像系统进行热离焦分析,提出一种使物镜组和中继镜组无热化,从而实现二次成像系统无热化设计的方法。研究由三种材料4片透镜构成的镜组无热化的图解法并给出详细设计步骤。采用Ge、ZnS和CdTe三种... 介绍光学被动无热化设计的原理,对二次成像系统进行热离焦分析,提出一种使物镜组和中继镜组无热化,从而实现二次成像系统无热化设计的方法。研究由三种材料4片透镜构成的镜组无热化的图解法并给出详细设计步骤。采用Ge、ZnS和CdTe三种常用的红外材料,设计一个长波二次成像光学系统。设计结果表明该系统在-60～70℃的温度范围内,具有良好的消热差、消色差性能。 展开更多
关键词 红外光学设计 光学被动无热化 二次成像
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计算成像内涵与体系(特邀) 被引量：14
16
作者 邵晓鹏 苏云 +3 位作者 刘金鹏 刘飞 李伟 席特立 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1-23,共23页
传统光电成像技术受工业化设计思想限制,性能已近极限,难以满足信息时代下越来越高的应用需求。计算成像技术是信息时代发展的必然,在信息获取、传递和解译等过程中与数学计算、信号处理深度耦合,可有效突破光学成像过程中物理信息获取... 传统光电成像技术受工业化设计思想限制,性能已近极限,难以满足信息时代下越来越高的应用需求。计算成像技术是信息时代发展的必然,在信息获取、传递和解译等过程中与数学计算、信号处理深度耦合,可有效突破光学成像过程中物理信息获取难、建模难和解算难的瓶颈,同时在信息的维度、尺度和分辨率等方面皆可实现质的突破。尽管计算成像发展很快,但目前仍呈现出碎片化、分散化的态势,缺乏系统性的体系引领其技术发展。因此,凝练计算成像技术的概念和内涵,建立计算成像技术体系分类,分析待解决的共性基础问题和关键技术,尤其是非线性成像模型问题;从更远作用距离、更高成像分辨率、更广视场和更小光学系统四个典型需求进行剖析,对超大口径及超衍射极限、仿生光学、光场信息深度解译、计算光学系统设计以及计算探测器应解决的关键问题进行阐述。本文提供了一种全局视角,将更好地推动计算成像技术的发展和应用进程。 展开更多
关键词 计算成像内涵 成像模型 计算成像体系 光学系统设计 信息传递
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激光半主动半实物仿真导引头光学系统的设计 被引量：14
17
作者 魏文俭 秦石乔 +2 位作者 张宝东 李华 战德军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期322-325,共4页
半实物仿真导引头光学系统性能的好坏是影响仿真实验效果的关键。介绍了激光半主动导引头及其光学系统的结构、特点。详细分析了光学系统的能量接收灵敏阈值、瞬时视场、动态视场等参数。根据光学系统设计的一般原则和半实物仿真导引头... 半实物仿真导引头光学系统性能的好坏是影响仿真实验效果的关键。介绍了激光半主动导引头及其光学系统的结构、特点。详细分析了光学系统的能量接收灵敏阈值、瞬时视场、动态视场等参数。根据光学系统设计的一般原则和半实物仿真导引头对光学系统的特殊要求,基于实际导引头光学系统的技术参数要求,利用ZEMAX优化设计出了具有较高成像质量的激光半主动寻的制导的半实物仿真导引头的光学系统。实验结果表明,该系统满足各项参量要求,具有较高成像质量,为相关光学系统的分析和设计提供了参考依据。 展开更多
关键词 精确制导 光学系统设计 激光半主动寻的制导 激光导引头
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便携式多波段多光轴平行性检测仪设计 被引量：13
18
作者 赵文峰 纪明 +2 位作者 刘涛 张魁甲 孟合民 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期319-324,共6页
针对多波段多光轴观瞄仪对光轴平行性检测需求,提出便携式高精度光轴平行性检测仪设计方案。为了减小系统的体积,光学结构采用卡塞格林式准直系统,运用Zemax光学设计软件设计并优化了其光学及结构参数。采用ZnS玻璃作为分划板基底材料... 针对多波段多光轴观瞄仪对光轴平行性检测需求,提出便携式高精度光轴平行性检测仪设计方案。为了减小系统的体积,光学结构采用卡塞格林式准直系统,运用Zemax光学设计软件设计并优化了其光学及结构参数。采用ZnS玻璃作为分划板基底材料设计了多波段共光轴的综合靶标,并利用CCD的感光面作为激光光斑采集靶面,提高了便携性,检测仪器检校光轴一致性偏差在±15″以内。实验分析结果表明:设计方案满足观瞄仪的高精度校轴和野外快速测试的需求。 展开更多
关键词 光电检测技术 便携式检测仪 多波段多光轴 平行性检测 光学系统设计
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空间相机离轴三反红外光学系统设计 被引量：12
19
作者 梁宝雯 吴晗平 王华泽 《红外技术》 CSCD 北大核心 2013年第4期217-222,共6页
针对空间光学系统长焦距、大视场、小型化、轻量化、大相对孔径、高成像质量的特点和发展趋势,通过对非球面反射式光学系统设计模型及其理论参数的研究分析,在共轴三反射式光学系统的基础上,提出了一种离轴三反射式红外光学系统的设计... 针对空间光学系统长焦距、大视场、小型化、轻量化、大相对孔径、高成像质量的特点和发展趋势,通过对非球面反射式光学系统设计模型及其理论参数的研究分析,在共轴三反射式光学系统的基础上,提出了一种离轴三反射式红外光学系统的设计方法。利用ZEMAX求解并优化,设计一个焦距f=1000 mm,视场角为4,D/f=1/4的反射式离轴光学系统。使该系统在50 lp/mm空间频率处传函达到0.3以上,接近衍射极限,全视场弥散斑控制在10 m以内,满足空间照相机的需要。该系统克服了共轴三反存在中心遮挡的问题,提高了系统的像质。 展开更多
关键词 空间相机 红外光学 离轴三反系统 像质 光学系统设计
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一种大视场姿态角传感器的光学系统设计 被引量：12
20
作者 江洁 王昊予 +1 位作者 张广军 温志明 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期68-72,共5页
以光电准直和针孔成像原理为基础,结合虚拟扩展成像面技术,提出了一种新型的大视场二维姿态角测量方案。以针孔光阑和高精度反射镜组构成其光学系统,从菲涅尔-基尔霍夫衍射理论出发,建立了光学系统的成像模型,通过计算机数值仿真,设计... 以光电准直和针孔成像原理为基础,结合虚拟扩展成像面技术,提出了一种新型的大视场二维姿态角测量方案。以针孔光阑和高精度反射镜组构成其光学系统,从菲涅尔-基尔霍夫衍射理论出发,建立了光学系统的成像模型,通过计算机数值仿真,设计了光学系统的模式和最优参数。按照设计参数搭建实际测量系统,对设计方案进行了分析验证。结果表明,光学系统设计合理,可以满足大视场姿态角传感器的设计要求。 展开更多
关键词 光电准直 针孔成像 大视场角度测量 光学系统设计
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