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折/衍混合光学系统在纳型星敏感器中的应用 被引量：1
1
作者 邓骞 张国玉 +2 位作者 孟遥 孙高飞 杜宗育 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期251-263,共13页
微纳卫星是一种新兴的微小卫星,与之适配的纳型星敏感器的光学系统应在小型化的同时实现大相对孔径、高成像质量。针对这一需求,由星敏感器的系统设计精度和探测星等分配了光学系统设计参数及指标,设计了一种全视场17°、焦距25 mm... 微纳卫星是一种新兴的微小卫星,与之适配的纳型星敏感器的光学系统应在小型化的同时实现大相对孔径、高成像质量。针对这一需求,由星敏感器的系统设计精度和探测星等分配了光学系统设计参数及指标,设计了一种全视场17°、焦距25 mm、相对孔径1∶1.086、光学系统总长36.4 mm的七片式折衍混合结构的星敏感器光学系统。根据衍射元件的负色散特性,用折衍混合透镜代替常规材料正负透镜组合的方式减少了镜片数量,缩短了光学系统长度,并提高了光学系统的成像质量,使点扩散函数趋于正态分布,有利于质心提取精度的提高。所设计的光学系统在3×3像元内的能量集中度超过90%;最大畸变仅0.013%;全视场垂轴色差小于0.6μm。通过标量衍射理论计算衍射元件在520~780 nm内衍射效率可以达80%以上,通过杂散光分析软件ASAP对系统进行了视场内鬼像分析,系统在多级衍射时探测目标成像光斑路径下的光通量与最亮鬼像光斑路径下的光通量之比大于3.17×10^(4),验证了在极限星等为6.5时满足信噪比大于8.1的结论。最后对所设计的系统进行了公差分析,结果表明加工后该光学系统可满足微纳卫星对星敏感器的使用要求。 展开更多
关键词 纳型星敏感器 光学设计 折衍混合光学系统 大相对孔径 衍射面 鬼像
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3.7μm～4.8μm波段折/衍混合红外光学系统的无热化设计 被引量：15
2
作者 沈良吉 冯卓祥 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期683-687,共5页
研究了混合式红外光学系统的光学无热化设计方法,在设计中引入了热差互补的设计思想,将无热化应满足的设计方程作为CODEⅤ中优化的约束条件,设计出工作于3.7μm^4.8μm波段、F/#为2、视场角为±5°、焦距为70 mm的具有100%冷屏... 研究了混合式红外光学系统的光学无热化设计方法,在设计中引入了热差互补的设计思想,将无热化应满足的设计方程作为CODEⅤ中优化的约束条件,设计出工作于3.7μm^4.8μm波段、F/#为2、视场角为±5°、焦距为70 mm的具有100%冷屏效率的折/衍混合式消热差物镜。该系统在-40℃~60℃温度范围内成像质量接近衍射极限,可供像元大小为15μm的高分辨率致冷型凝视焦平面探测器使用。 展开更多
关键词 无热化 红外光学系统 折/衍混合光学系统系统
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斜入射高衍射效率双层衍射光学元件优化方法
3
作者 刘子龙 付跃刚 +2 位作者 胡源 周新雨 关禹聪 《电光与控制》 北大核心 2025年第1期80-85,共6页
针对双层衍射光学元件传统优化方法斜入射时衍射效率偏低的问题,基于双层衍射光学元件衍射效率与入射角度及波长的理论关系模型,提出了角度优化设计方法。通过分析设计过程中不同入射角和微结构高度对衍射效率的影响,优化选取微结构高度... 针对双层衍射光学元件传统优化方法斜入射时衍射效率偏低的问题,基于双层衍射光学元件衍射效率与入射角度及波长的理论关系模型,提出了角度优化设计方法。通过分析设计过程中不同入射角和微结构高度对衍射效率的影响,优化选取微结构高度,显著提高了大视场下的衍射效率。为了验证上述理论,采用长短波衍射效率相等法、带宽积分平均衍射效率最大法以及提出的角度优化设计方法,分别对可见光波段和红外波段的双层衍射光学元件进行设计。结果表明,角度优化设计方法能够有效提高双层衍射光学元件的角度带宽积分平均衍射效率,进而提高光学系统的成像质量。最后,基于角度优化设计方法设计了长焦折衍混合系统,实现了高衍射效率下的高像质折衍混合系统。 展开更多
关键词 双层衍射光学元件 衍射效率 入射角度 折衍混合光学系统
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折/衍混合长波红外凝视成像系统的杂散光分析 被引量：10
4
作者 张红鑫 卢振武 +3 位作者 孙强 刘华 王建 李萍 《中国光学与应用光学》 2009年第5期402-407,共6页
对含有一个用金刚石车削技术制作的衍射光学元件(DOE)的折/衍混合长波红外(LWIR)凝视成像系统进行了杂散光分析。利用Light Tools软件对DOE的不同衍射级次、光学表面多次反射、镜筒内壁反射等主要杂散光源进行了模拟和分析,对6种二次反... 对含有一个用金刚石车削技术制作的衍射光学元件(DOE)的折/衍混合长波红外(LWIR)凝视成像系统进行了杂散光分析。利用Light Tools软件对DOE的不同衍射级次、光学表面多次反射、镜筒内壁反射等主要杂散光源进行了模拟和分析,对6种二次反射的模拟结果表明,对归一化的光源,理想光路的像面辐照度为100W/mm2,每种二次反射会给像面带来0.01W/mm2的辐照度;反射率为10%的镜筒内壁给像面带来的辐照度为0.01W/mm2。利用该LWIR凝视成像光学系统进行了相关实验,实验结果证明了上述分析的正确性,表明该项分析有利于对LWIR凝视成像系统光学性能的进一步理解和杂散光的抑制。 展开更多
关键词 红外成像系统 长波红外 折衍混合光学系统 衍射光学元件 杂散光
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折衍混合系统在无热化设计中的应用 被引量：1
5
作者 林青 王坤 +2 位作者 林灿 魏敏 刘倩 《红外技术》 CSCD 北大核心 2015年第6期502-505,共4页
介绍了几种常见的无热化设计方法,并对衍射元件在无热化设计中的应用进行了重点分析。针对衍射元件在光学被动式消热差系统中的应用,设计了一种长波红外折衍混合消热差系统。设计的光学系统在-40℃^+70℃范围内,实现了消热差和消色差,... 介绍了几种常见的无热化设计方法,并对衍射元件在无热化设计中的应用进行了重点分析。针对衍射元件在光学被动式消热差系统中的应用,设计了一种长波红外折衍混合消热差系统。设计的光学系统在-40℃^+70℃范围内,实现了消热差和消色差,像质较好,而且结构简单、紧凑,实用性强。 展开更多
关键词 红外光学系统 无热化 被动补偿 衍射元件 折衍混合光学系统
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温度对长焦距衍/折光学系统消二级光谱设计的影响 被引量：2
6
作者 洪新华 杨建峰 +2 位作者 白林峰 陈立武 赵葆常 《河南师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期47-50,共4页
采用光学设计的基本原理,研究了温度对宽光谱、长焦距衍/折混合光学系统消二级光谱设计的影响,研究了本系统使用的玻璃和衍射元件的综合温度特性,提出了合理解决温度对系统影响的方法,使二级光谱保持在设计水平,满足实际使用要求.
关键词 衍/折混合光学系统 温度特性 校正 二级光谱
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环境气压对衍/折光学系统消二级光谱设计的影响 被引量：3
7
作者 洪新华 杨建峰 +1 位作者 陈立武 赵葆常 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期39-41,共3页
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0.8mm,研究了本系统使用的玻璃... 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0.8mm,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。 展开更多
关键词 衍/折混合光学系统 环境压力 校正 二级光谱
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高光谱成像仪衍/折射光学系统消二级光谱的设计
8
作者 洪新华 杨建峰 +1 位作者 陈立武 赵葆常 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期21-23,共3页
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... 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)。 展开更多
关键词 应用光学 衍/折混合光学系统 校正 二级光谱
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衍射光学元件在红外成像光学系统中的应用 被引量：7
9
作者 刘瑞奇 陈星明 赵家琪 《红外技术》 CSCD 北大核心 2009年第6期327-330,共4页
介绍了衍射光学元件的优点,并举例说明衍射光学元件在监控、火控、无人机侦察等红外光学系统中的应用,给出了一个红外光学系统设计实例,在设计中使用了衍射光学元件,以补偿温度变化所产生的影响,通过与没使用衍射光学元件的红外光学系... 介绍了衍射光学元件的优点,并举例说明衍射光学元件在监控、火控、无人机侦察等红外光学系统中的应用,给出了一个红外光学系统设计实例,在设计中使用了衍射光学元件,以补偿温度变化所产生的影响,通过与没使用衍射光学元件的红外光学系统的成像质量比较,表明使用衍射光学元件可以消除温度的影响,使系统在较大的温度范围内保持比较好的成像质量,可以满足军用光学系统的使用要求。 展开更多
关键词 衍射光学元件 折/衍混合光学系统 消热差设计
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基于双层衍射元件的红外双波段光学系统设计 被引量：7
10
作者 赵翔 郭岩 +1 位作者 张鹏 罗金平 《电光与控制》 北大核心 2017年第10期85-89,共5页
利用红外双波段成像能够获得更多的信息,从而提高探测和识别能力。将多层衍射光学元件应用到红外双波段光学系统中,可以校正色差、简化结构。讨论了多层衍射光学元件的成像特性,相比于单层衍射光学元件,多层衍射光学元件可在宽波段范围... 利用红外双波段成像能够获得更多的信息,从而提高探测和识别能力。将多层衍射光学元件应用到红外双波段光学系统中,可以校正色差、简化结构。讨论了多层衍射光学元件的成像特性,相比于单层衍射光学元件,多层衍射光学元件可在宽波段范围内获得高衍射效率,给出了多层衍射光学元件设计方法。基于此,设计了一种红外双波段混合成像光学系统。其中,双层衍射光学元件在3.7~4.8μm和7.7~9.5μm工作波段上的衍射效率达98.5%以上。仿真结果表明,系统像质良好,满足要求。 展开更多
关键词 折/衍混合光学系统 光学设计 衍射效率 双层衍射光学元件 红外双波段
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