含衍射光学元件的薄透镜系统初级像差的PWC表示 被引量：9

1

作者 曾吉勇 金国藩 +1 位作者 王民强 严瑛白 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期96-100,共5页

为了形成与中国传统光学设计体系相街接的折衍混合光学设计的理论和方法,研究了PWC表示的折衍混合薄透镜系统初级像差理论,建立了赛德尔像差和数与P、W、C的函数关系,以及P-∞、W-∞、C-∞与衍射透镜结构的函数关系。采用PWC表示的初级... 为了形成与中国传统光学设计体系相街接的折衍混合光学设计的理论和方法,研究了PWC表示的折衍混合薄透镜系统初级像差理论,建立了赛德尔像差和数与P、W、C的函数关系,以及P-∞、W-∞、C-∞与衍射透镜结构的函数关系。采用PWC表示的初级像差理论和高折射率设计方法,获得了折衍混合消色差李斯特型中倍显微物镜的初始结构,结果表明其赛德尔像差和数的理论值与设计值相吻合,从而验证了折衍混合光学系统PWC表示的初级像差理论和高折射率设计方法。优化设计结果与传统李斯特型物镜相比较,具有更长的工作距,且像质显著提高,由于前组为单片塑料透镜,有利于批量生产。 展开更多

关键词 光学设计 折-衍混合系统 PWC方法 初级像差 显微物镜 消色差

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激光光斑中心位置计算方法的研究 被引量：11

2

作者 邸旭 于伟莉 +1 位作者 刘智颖 王志坚 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2008年第3期9-12,共4页

在某些测量过程中,当激光经过光学系统成像时,因像差影响,而使光斑发生变形,在计算激光光斑中心位置时,计算结果会产生偏差。为解决这个问题,本文通过对经由光学系统射出的激光光斑的图像进行分析,利用Zernike系数与传统的Seidel像差系... 在某些测量过程中,当激光经过光学系统成像时,因像差影响,而使光斑发生变形,在计算激光光斑中心位置时,计算结果会产生偏差。为解决这个问题,本文通过对经由光学系统射出的激光光斑的图像进行分析,利用Zernike系数与传统的Seidel像差系数建立联系,并基于对彗差的计算,进而校正计算光斑的中心位置,以期达到较高的测量精度。 展开更多

关键词 激光光斑 ZERNIKE多项式 初级像差 图像处理

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大口径光学系统在轨调整补偿能力 被引量：8

3

作者 刘剑峰 王慧军 +2 位作者 孙德伟 李博 周峰 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期241-250,共10页

随着航天遥感需求的不断提高,光学遥感器的口径越来越大,光学元件的支撑和重力变形对光学系统的影响难以消除,因此需要在轨调整光学元件位置变量,来补偿主镜面形误差引起的系统光学性能的下降。以一个大口径同轴三反射式光学系统为例,... 随着航天遥感需求的不断提高,光学遥感器的口径越来越大,光学元件的支撑和重力变形对光学系统的影响难以消除,因此需要在轨调整光学元件位置变量,来补偿主镜面形误差引起的系统光学性能的下降。以一个大口径同轴三反射式光学系统为例,在理论上分析了次镜的倾斜、偏心和轴向位置引起的初级像差的变化,得出次镜的在轨补偿能力。利用Zernike多项式模拟主镜面形误差,通过调整次镜的位置自由度,分别补偿主镜的球差、彗差和像散,给出了仿真结果,并进行了工程可实现性分析。结果表明,次镜的位置自由度调整能够补偿主镜的彗差,并能够补偿一定量的像散,但是只能补偿小量球差。 展开更多

关键词 光学设计 在轨补偿 光学系统 初级像差 ZERNIKE多项式

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激光探测双胶合透镜校正光学像差方法

4

作者 孟展鹏 陈荷娟 张祥金 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期269-274,共6页

针对制导装置光学系统小型化和提高光斑像质的问题,基于初级像差理论,同时结合仿真与像质评价软件,提出了通过设计双胶合透镜组来校正光学像差的方法。该方法在光学系统初始设计阶段引入初级像差理论,设计双胶合透镜来校正光学系统的固... 针对制导装置光学系统小型化和提高光斑像质的问题,基于初级像差理论,同时结合仿真与像质评价软件,提出了通过设计双胶合透镜组来校正光学像差的方法。该方法在光学系统初始设计阶段引入初级像差理论,设计双胶合透镜来校正光学系统的固有像差,使用像质评价软件对整个光学系统生成的光斑质量进行评估。结果表明,双胶合光学系统的生成的光斑在满足巡飞武器用激光半主动制导装置的指标要求的同时,能以较小的设计空间(入瞳直径D=30 mm,透镜组物方面到光敏面的距离为21.5 mm,从入瞳光阑到光敏面的距离是45.5 mm)有效减少单透镜带来的光学像差。 展开更多

关键词 激光半主动制导 光学系统设计 初级像差 双胶合透镜 像质评价

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三反射主动变焦系统设计 被引量：4

5

作者 沈本兰 常军 +2 位作者 王希 牛亚军 冯树龙 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第14期160-166,共7页

空间光学系统在对深空探测、监视、威胁侦测和对地高分辨率侦查等应用中,不仅需要能同时获得高分辨率和宽视场范围的变焦系统,还需要体积小、重量轻、低能耗及快速调焦的系统,传统机械变焦系统因需要复杂精确的机械运动控制而存在诸多问... 空间光学系统在对深空探测、监视、威胁侦测和对地高分辨率侦查等应用中,不仅需要能同时获得高分辨率和宽视场范围的变焦系统,还需要体积小、重量轻、低能耗及快速调焦的系统,传统机械变焦系统因需要复杂精确的机械运动控制而存在诸多问题.因而,基于主动光学理论,将主动光学元件应用到成像系统中,提出了通过某个或某几个光学元件的曲率半径变化实现系统焦距变化的理论.根据初级像差理论和系统的外形尺寸,研究了系统主动变焦原理,确定了初级像差方程组的约束条件,求解共轴主动变焦系统的初始结构参数,借助ZEMAX软件进行优化设计,设计了一个由静止的主镜、曲率半径作为变量的次镜和三镜、无光焦度的平面镜组成的三反射主动变焦系统.由于该共轴三反射主动变焦系统存在两次遮光,会影响系统像面能量的接收,因此,指出对共轴系统进行无遮拦离轴优化设计的必要性,讨论了离轴系统设计理论,并设计了离轴三反射主动变焦系统. 展开更多

关键词 主动变焦 初级像差 三反射镜 光学设计

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初级像差对角向偏振光深聚焦场的影响 被引量：2

6

作者 任广森 宁禹 +1 位作者 师宇斌 许晓军 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期37-42,共6页

角向偏振光经深聚焦得到的轴对称环状光斑在粒子捕获和高分辨率成像等领域有重要应用,但是实际的深聚焦系统必然存在一些像差。基于Richards-Wolf矢量衍射积分理论,利用数值方法具体分析了五种初级像差对角向偏振光深聚焦场光强分布的... 角向偏振光经深聚焦得到的轴对称环状光斑在粒子捕获和高分辨率成像等领域有重要应用,但是实际的深聚焦系统必然存在一些像差。基于Richards-Wolf矢量衍射积分理论,利用数值方法具体分析了五种初级像差对角向偏振光深聚焦场光强分布的影响。结果表明:球差、场曲不会破坏会聚场关于光轴旋转对称的特性,在实际焦面上仍可得到较为紧凑的中空光斑;畸变仅使焦面上的中空光斑位置发生偏移,但不改变其形状;像散会拉长中空光斑;彗差使光强向中空光斑的一边偏移,当彗差系数较大时,光斑中空特性消失。 展开更多

关键词 物理光学 初级像差 深聚焦 角向偏振

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基于像差特性分析的光学系统横向失调校正方法 被引量：2

7

作者 徐春梅 刘秉琦 +3 位作者 黄富瑜 张雏 沈洪斌 李莉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期279-283,共5页

在高分辨力光学系统中,光学元件偏心引起的光学系统初级像差特性已经成为系统设计和装调必须要考虑的因素,文中拟从分析透镜横向失调量对像差影响的基础上,提出了一种考虑像差特性影响的光学零件装调校正方法。在考虑光学元件偏心对像... 在高分辨力光学系统中,光学元件偏心引起的光学系统初级像差特性已经成为系统设计和装调必须要考虑的因素,文中拟从分析透镜横向失调量对像差影响的基础上,提出了一种考虑像差特性影响的光学零件装调校正方法。在考虑光学元件偏心对像差的影响的情况下,推导了光瞳中心位置和像面中心位置随透镜偏心程度的变化,建立了光学系统失调校正量和像差增量之间的数学关系,提出了一种基于像差理论的透射式光学系统横向失调校正方法,可以弥补现有高斯光学校正方法的不足。以三透镜准直系统为例,利用ZEMAX软件仿真验证了文中方法的有效性,实验表明该方法所选择的调整方案在所有调整方案中引起的像差增量最小,降低了校正过程中对光学系统成像质量的影响。 展开更多

关键词 初级像差 光学系统 偏心 横向失调 校正

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基于origin软件的初级像差仿真 被引量：2

8

作者 赵挺 《哈尔滨师范大学自然科学学报》 CAS 2016年第3期29-32,共4页

利用origin软件实现了初级像差图像的仿真,图像清晰细致,并与相关文献吻合.此方法无需复杂的编程,好学易用,在为理论和实验教学提供便利的同时,也加深了学生对像差现象认识和理解,提高了学习效果.

关键词 ORIGIN软件 初级像差 仿真

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左手性介质平板透镜系统的赛德尔像差特性(英文) 被引量：1

9

作者 林志立 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1573-1578,共6页

根据初级像差理论广泛研究了由左手性介质构造的平板透镜系统的赛德尔像差特性.由初级像差加和定理推导了适合于这种系统的赛德尔和数公式,并指出了寻找消赛德尔像差的平板透镜系统的方法.作为两个特例,分别讨论了消赛德尔像差的左手性... 根据初级像差理论广泛研究了由左手性介质构造的平板透镜系统的赛德尔像差特性.由初级像差加和定理推导了适合于这种系统的赛德尔和数公式,并指出了寻找消赛德尔像差的平板透镜系统的方法.作为两个特例,分别讨论了消赛德尔像差的左手性介质单透镜和双胶合透镜系统. 展开更多

关键词 左手性介质 负折射率 初级像差 赛德尔像差和数 平板透镜

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轨迹成形法加工非球面截取轨迹的误差权重分析 被引量：1

10

作者 王院生 王鹤岩 +1 位作者 蔡立 朴承镐 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期1235-1238,共4页

介绍了轨迹成型法加工装置的结构原理和加工方法,分析了截取参数(α,θ,L)与非球面度G之间的关系,G对α,θ,L的导数相对于θ和α的变化率,归化后,分别在0～100,-800～600,-4000～2000范围内.并进一步分析了(α,θ,L)与初级像差之间的关... 介绍了轨迹成型法加工装置的结构原理和加工方法,分析了截取参数(α,θ,L)与非球面度G之间的关系,G对α,θ,L的导数相对于θ和α的变化率,归化后,分别在0～100,-800～600,-4000～2000范围内.并进一步分析了(α,θ,L)与初级像差之间的关系,证明了两者之间的一致性.最后指明了机床设计时,为保证加工精度,应依次严格控制α,θ,L. 展开更多

关键词 非球面光学零件 轨迹成形法 初级像差 误差权重分析

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波前编码成像系统的像差抑制特性分析

11

作者 郝爱花 《西安邮电学院学报》 2010年第4期16-19,共4页

为了进一步研究波前编码技术对光学系统其它像差影响,基于像差衍射理论,通过数值模拟的方法系统分析波前编码成像系统中各种初级像差的传递特性。波前编码成像系统除了具有很好的离焦像差抑制能力外,对球差、慧差、像散、场曲等初级像... 为了进一步研究波前编码技术对光学系统其它像差影响,基于像差衍射理论,通过数值模拟的方法系统分析波前编码成像系统中各种初级像差的传递特性。波前编码成像系统除了具有很好的离焦像差抑制能力外,对球差、慧差、像散、场曲等初级像差也有很好的抑制作用。 展开更多

关键词 波前编码 离焦像差 初级像差

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初级相差对天线接收功率的影响研究

12

作者 杨玉强 谭立英 马晶 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第S3期433-434,共2页

引入了畸变功率衰减因子,在此基础上研究了星间光通信中不同遮挡比条件下初级像差对天线接收光功率的影响。仿真结果表明,随初级像差均方根值的增加,天线的接收光功率逐渐减弱。初级像差对天线接收功率的影响随遮挡比的变化不大。在天... 引入了畸变功率衰减因子,在此基础上研究了星间光通信中不同遮挡比条件下初级像差对天线接收光功率的影响。仿真结果表明,随初级像差均方根值的增加,天线的接收光功率逐渐减弱。初级像差对天线接收功率的影响随遮挡比的变化不大。在天线对准的条件下,像散对天线的接收光功率影响最大,离焦的影响最小。当像散、彗差、球差和离焦的均方根值rms分别约为0.25π,0.25π,0.30π和0.32π时,天线的接收功率降为无畸变时的1/2。所得结果对光学系统的设计和装调具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 星间光通信 畸变功率衰减因子 初级像差

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光学系统像差的剪切干涉图样仿真

13

作者 李莉 李刚 +2 位作者 齐晓慧 刘秉琦 徐春梅 《光学仪器》 2013年第1期48-53,64,共7页

针对光学系统像差的判定问题,提出从理论上对各种像差的剪切干涉图样进行仿真分析。此分析依据波像差理论,结合剪切干涉在像差测量中的应用,建立波像差与干涉条纹的联系,采用计算机仿真手段对光学系统各种像差的典型剪切干涉图样进行了... 针对光学系统像差的判定问题,提出从理论上对各种像差的剪切干涉图样进行仿真分析。此分析依据波像差理论,结合剪切干涉在像差测量中的应用,建立波像差与干涉条纹的联系,采用计算机仿真手段对光学系统各种像差的典型剪切干涉图样进行了模拟,包括初级像差和二级像差。仿真结果表明,各种初级像差和二级像差均有其各自的典型剪切干涉图样,根据特征图样可以直接判定主要的像差种类。研究所得出的各种像差典型干涉图可为判断光学系统存在哪种像差提供参考与依据。 展开更多

关键词 几何光学 初级像差 二级像差 干涉图样 仿真

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大工作面F-Theta镜头的光学设计 被引量：18

14

作者 季轶群 沈为民 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期1539-1542,共4页

目前国内用于激光标刻机的F-Theta镜头的工作面积一般不超过420 mm。国外虽有面积较大的F-Theta镜头,但结构复杂。通过初级像差分析,确定了镜头的初始结构参量,利用光学设计软件优化得到了工作面积为680 mm的F-Theta镜头,它由四片... 目前国内用于激光标刻机的F-Theta镜头的工作面积一般不超过420 mm。国外虽有面积较大的F-Theta镜头,但结构复杂。通过初级像差分析,确定了镜头的初始结构参量,利用光学设计软件优化得到了工作面积为680 mm的F-Theta镜头,它由四片两种普通玻璃球面透镜构成,光学筒长不到100 mm,具有结构简单紧凑,聚焦性能接近衍射极限、线性畸变小的优点,满足大工作面打标的使用要求。 展开更多

关键词 光学设计 F-Theta镜头 初级像差理论 激光打标

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三反变焦系统设计 被引量：12

15

作者 张庭成 王涌天 +1 位作者 常军 M.M.Talhha 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期3034-3038,共5页

主要介绍了一种基于赛德尔像差理论的机械补偿型三反变焦系统的设计方法。这种方法的优点在于,通过对初级像差方程组进行约束优化,可以得到满足要求的部分初始结构参数,设计实例的结果表明了这种方法的可行性。同时指出了上述方法的局... 主要介绍了一种基于赛德尔像差理论的机械补偿型三反变焦系统的设计方法。这种方法的优点在于,通过对初级像差方程组进行约束优化,可以得到满足要求的部分初始结构参数,设计实例的结果表明了这种方法的可行性。同时指出了上述方法的局限性以及进行无遮拦反射变焦系统设计的必要性,并做了新的设计理论探讨,给出了去除系统遮拦同时矫正像差的方法。 展开更多

关键词 光学设计 机械补偿 三反射镜变焦距系统 初级像差理论 结构参数 无遮拦

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超广角大工作面f-theta镜头的光学设计 被引量：11

16

作者 付敏敏 陈培锋 +1 位作者 王英 蒋红阳 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1083-1087,共5页

目前国内用于激光标刻机的f-theta镜头的视场角一般小于60°。采用望远镜结构,利用视觉放大率增大视场角,得到了超广角90°镜头。该方法具有简洁、可靠、易实现等特点。通过初级像差分析,确定系统的初级结构参数,利用ZEMAX软件... 目前国内用于激光标刻机的f-theta镜头的视场角一般小于60°。采用望远镜结构,利用视觉放大率增大视场角,得到了超广角90°镜头。该方法具有简洁、可靠、易实现等特点。通过初级像差分析,确定系统的初级结构参数,利用ZEMAX软件优化得到了大工作面为285mm的f-theta镜头,镜头线性畸变误差值不超过1%,在半径为698μm的圆内,能量集中度为80%,聚焦性能接近衍射极限。 展开更多

关键词 光学设计 超广角f-theta镜头 初级像差理论 激光打标 ZEMAX

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光学系统设计中降低公差灵敏度的方法 被引量：8

17

作者 张远健 唐勇 +5 位作者 王鹏 李英超 朱大略 孙浩 柴利飞 陈宝莹 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第10期127-133,共7页

基于初级像差理论提出了一种降低系统公差灵敏度的方法,即通过控制光学系统各元件表面的初级像差值以"小像差互补"达到像差平衡。首先阐明"小像差互补"含义,然后通过理论公式指出了初级像差与公差灵敏度的关系,最... 基于初级像差理论提出了一种降低系统公差灵敏度的方法,即通过控制光学系统各元件表面的初级像差值以"小像差互补"达到像差平衡。首先阐明"小像差互补"含义,然后通过理论公式指出了初级像差与公差灵敏度的关系,最后举出一个航空相机光学系统的设计实例,通过对其"大像差互补"与"小像差互补"两种设计结果进行公差分析,结果表明利用"小像差互补"理念设计的光学系统使得公差分配宽松,提高了系统的稳定性,极大的降低了成本。 展开更多

关键词 小像差互补 航空相机物镜 光学设计 初级像差理论

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高数值孔径系统多重初级像差对高斯光束的影响（英文） 被引量：2

18

作者 李红福 解慧明 +4 位作者 张琛 王凯歌 王爽 贺庆丽 白晋涛 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期66-72,共7页

为了揭示高数值孔径光学系统在多重初级像差共同作用时受到的影响,基于衍射理论,研究了多重初级像差,特别是彗差、象散和球差对汇聚高斯光束的影响效果.通过数值模拟计算,获得了在彗差、象散和球差共同作用下,汇聚高斯光束在焦平面处光... 为了揭示高数值孔径光学系统在多重初级像差共同作用时受到的影响,基于衍射理论,研究了多重初级像差,特别是彗差、象散和球差对汇聚高斯光束的影响效果.通过数值模拟计算,获得了在彗差、象散和球差共同作用下,汇聚高斯光束在焦平面处光斑的光强分布,发现多重像差对聚焦光斑的影响并非各单像差影响效果的简单叠加.通过对高数值孔径光学系统激光焦斑的实际测量,发现其光强分布特点与数值模拟结果具有高度的一致性.研究结果对于评估与分析实际的光学系统具有一定的指导意义. 展开更多

关键词 多重初级像差 高数值孔径 衍射理论 高斯光束 数值模拟

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