折衍混合系统实现长焦深方法研究 被引量：3

1

作者 白临波 李展 +3 位作者 陈波 杜春雷 曾红军 郭履容 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2001年第3期1-5,共5页

通过对传统能量守恒法设计长焦深元件进行介绍与分析 ,根据衍射元件设计灵活的特性 ,提出了改进的能量守恒法设计方法 ,利用折衍混合系统实现长焦深元件 ,并建立了优化的评价函数分两步对设计结果进行优化。

关键词 折衍混合系统 长焦深 能量守恒法 衍射元件

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新型长波红外折衍混合消热差系统 被引量：10

2

作者 郜洪云 陈梦苇 +2 位作者 杨应平 陈彻 郑盼 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2143-2146,共4页

为了提高大靶面高分辨率光学系统的性能,基于衍射元件独特的温度特性以及热补偿理论,设计了工作波段为8-12μm、视场角为16°、F/#为1.9、后工作距为133 mm的新型折衍混合消热差系统.系统采用三片式结构,使用锗和硒化锌两种常用的... 为了提高大靶面高分辨率光学系统的性能,基于衍射元件独特的温度特性以及热补偿理论,设计了工作波段为8-12μm、视场角为16°、F/#为1.9、后工作距为133 mm的新型折衍混合消热差系统.系统采用三片式结构,使用锗和硒化锌两种常用的红外材料,仅引入一个二次非球面和一个衍射面,使系统具有结构简单、体积小、重量轻、成本低等优点.实验结果表明：系统在较大视场内成像质量接近衍射极限,且在-30℃～70℃温度范围内性能稳定,适用于像元尺寸为35μm,像元数为640×480的现代非制冷型焦平面阵列探测器,从而实现了消热差设计. 展开更多

关键词 光学设计 消热差设计 折衍混合系统 红外光学系统

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8～12μm波段折／衍混合反摄远系统消热差设计 被引量：14

3

作者 韩莹 王肇圻 +1 位作者 杨新军 吴环宝 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期77-80,共4页

设计了工作于8～12μm波段的折／衍混合消热差红外反摄远系统．该系统全视场为14°，有效焦距为100mm，后工作距为113mm，F／#2．0．系统采用锗和硒化锌两种材料，为三片镜结构．引入二元面和高次非球面，使结构简化，重量减轻，提... 设计了工作于8～12μm波段的折／衍混合消热差红外反摄远系统．该系统全视场为14°，有效焦距为100mm，后工作距为113mm，F／#2．0．系统采用锗和硒化锌两种材料，为三片镜结构．引入二元面和高次非球面，使结构简化，重量减轻，提高了成像质量．系统在－40℃～100℃的温度范围内性能稳定，适用于像元尺寸40μm，像元数640×480的现代非致冷式面阵探测器．大视场、长后工作距以及超宽工作温度范围，决定了系统可满足军用和民用领域的多种需求． 展开更多

关键词 反摄远 消热差设计 折衍混合系统

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液体可变焦折衍混合光学系统 被引量：3

4

作者 鲍赘 田维坚 张薇 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第B06期146-148,共3页

提出了一种液体可变焦折衍混合光学系统,该系统将传统的折射透镜的其中一面设计成二元面,通过改变折射系统的曲率半径来实现对整个光学系统的焦距的调节.这种液体可变焦折衍混合光学系统的主要优点是能够消除色差.经实验证明该光学系统... 提出了一种液体可变焦折衍混合光学系统,该系统将传统的折射透镜的其中一面设计成二元面,通过改变折射系统的曲率半径来实现对整个光学系统的焦距的调节.这种液体可变焦折衍混合光学系统的主要优点是能够消除色差.经实验证明该光学系统焦距和折射系统的曲率半径呈线性变化关系并且在变焦的同时很好的解决了色差问题. 展开更多

关键词 二元光学 折衍混合系统 液体透镜 可变焦 色差

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折/衍混合自由曲面式头戴显示器光学系统设计 被引量：20

5

作者 姜洋 孙强 +3 位作者 谷立山 刘英 李淳 王健 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期508-514,共7页

为解决传统头戴式显示器大视场、大出瞳距与小型、轻量化之间的矛盾,设计了折/衍混合自由曲面式头戴显示器的光学系统。利用衍射元件的特殊色散特性校正系统色差;选取最佳的自由曲面面型组合校正系统的像散、彗差和畸变;由光学塑料(PMMA... 为解决传统头戴式显示器大视场、大出瞳距与小型、轻量化之间的矛盾,设计了折/衍混合自由曲面式头戴显示器的光学系统。利用衍射元件的特殊色散特性校正系统色差;选取最佳的自由曲面面型组合校正系统的像散、彗差和畸变;由光学塑料(PMMA)注塑成型的自由曲面棱镜形成离轴结构,使光学系统结构紧凑、便于装调。设计得到的光学系统出瞳距离为17.4 mm,出瞳直径为4 mm,对角线视场为55°,光学系统的点斑RMS半径小于30μm,各视场光学调制传递函数在30 lp/mm时大于0.1,系统畸变小于10%。实际分析结果表明,该系统具有良好的成像质量,系统像差特性满足目镜系统的成像要求,可以满足虚拟现实各领域的实际需求。 展开更多

关键词 头戴式显示器 虚拟现实 自由曲面 折/衍混合系统 光学设计

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折/衍混合远心消色差f-θ物镜系统设计 被引量：9

6

作者 吴环宝 王肇圻 傅汝廉 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1818-1821,共4页

设计了一个折/衍混合远心消色差fθ物镜系统.该系统由一片折射/衍射透镜和三片折射透镜组成.入瞳位于系统前焦面,整个系统满足像方远心.与美国专利(专利号:4,925,279)相比较,垂轴色差由2.40mm降到0.23mm,降低了一个数量级;对于0°、... 设计了一个折/衍混合远心消色差fθ物镜系统.该系统由一片折射/衍射透镜和三片折射透镜组成.入瞳位于系统前焦面,整个系统满足像方远心.与美国专利(专利号:4,925,279)相比较,垂轴色差由2.40mm降到0.23mm,降低了一个数量级;对于0°、14°和20°视场,最大垂轴像差分别由260μm、1350μm、2090μm降低到5μm、250μm、318μm,最大场曲分别由8mm、10mm、13mm降低到0.5mm、1mm、6mm.该物镜不仅可用于彩色激光打印机、激光数码彩扩等多波长的扫描系统,也可用于能量要求较高的扫描系统.在高能量扫描系统中,通过引用折/衍混合远心消色差fθ物镜,可用小体积工作于多纵模状态的激光器代替大体积单波长的激光器,使整个扫描系统小型化,并且提高了扫描准确度. 展开更多

关键词 f-θ物镜 远心 折/衍混合系统 光学设计

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折衍混合车载红外镜头无热化设计 被引量：11

7

作者 徐大维 向阳 +3 位作者 王健 康福增 刘殿双 许文斌 《红外技术》 CSCD 北大核心 2011年第8期460-464,共5页

论述了利用衍射元件实现光学系统无热化的原理,并利用衍射光学元件特殊的消热差和色散特性,设计并研制了折衍混合无热化车载红外镜头,在仅使用一种红外材料的情况下完成了宽温度范围自调焦设计,且衍射面特征尺寸大,易于加工制作。系统... 论述了利用衍射元件实现光学系统无热化的原理,并利用衍射光学元件特殊的消热差和色散特性,设计并研制了折衍混合无热化车载红外镜头,在仅使用一种红外材料的情况下完成了宽温度范围自调焦设计,且衍射面特征尺寸大,易于加工制作。系统工作波段为8～12μm,视场为36°×27°,焦距为19 mm,F/#为1.1。该镜头体积小,重量轻,结构简单,非常适于在汽车辅助驾驶系统应用。镜头的测试结果表明,镜头成像质量好,且能在-40～80℃温度范围内保持像面稳定,无需手动调焦。 展开更多

关键词 衍射光学元件 无热化 车载红外光学系统 折衍混合系统

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折/衍混合Petzval光电摄像物镜设计 被引量：22

8

作者 王肇圻 张轶楠 +1 位作者 傅汝廉 孙强 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期1-4,共4页

以传统的5片可见光波段 Petzval物镜为基础, 设计了一个折/衍混合的可见光波段 Petzval物镜。该物镜的主要光学参数为f′=101.5 mm,F/#=1.60,HFOV=6.79°,仅由两种材料、三片元件组成,包含一个二元面和一个非球面,重量只是传统物镜... 以传统的5片可见光波段 Petzval物镜为基础, 设计了一个折/衍混合的可见光波段 Petzval物镜。该物镜的主要光学参数为f′=101.5 mm,F/#=1.60,HFOV=6.79°,仅由两种材料、三片元件组成,包含一个二元面和一个非球面,重量只是传统物镜的 30%,而且像差特性也有很大改善,系统中心视场的成像质量所对应的空间频率大于20 lp/mm,满足现代摄影和光电摄像的要求。 展开更多

关键词 光学设计 Petzval物镜 折/衍混合系统

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折衍混合复消色差望远物镜设计的PWC方法 被引量：7

9

作者 曾吉勇 金国藩 +1 位作者 王民强 严瑛白 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1569-1572,共4页

将衍射结构视为折射率无限大的薄透镜,研究了衍射透镜高折射率表示的折衍混合复消色差望远物镜设计的PWC方法;设计了焦距为2000mm、相对孔径为1/15的双片型折衍混合复消色差望远物镜,并与常规三片型纯折射复消色差望远物镜进行了比较,... 将衍射结构视为折射率无限大的薄透镜,研究了衍射透镜高折射率表示的折衍混合复消色差望远物镜设计的PWC方法;设计了焦距为2000mm、相对孔径为1/15的双片型折衍混合复消色差望远物镜,并与常规三片型纯折射复消色差望远物镜进行了比较,结果表明双片型折衍混合复消色差望远物镜具有更好的二级光谱校正能力,色球差更小,因此具有更好的成像质量. 展开更多

关键词 光学设计 复消色差望远物镜 折-衍混合系统 高折射率方法

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8～12μm波段折/反/衍混合坦克扫描物镜消热差设计 被引量：4

10

作者 刘峰 赛建刚 +2 位作者 赵建科 徐亮 胡丹丹 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期2459-2462,共4页

根据坦克扫描光学系统的要求,设计了一种工作于8～12μm波段,可识别2 000 m远坦克目标的折/反/衍射混合红外消热差光学系统。该系统采用新型的卡塞格林系统,其非球面主镜和次镜全部取代为球面,解决了卡塞格林系统大口径非球面主镜、次... 根据坦克扫描光学系统的要求,设计了一种工作于8～12μm波段,可识别2 000 m远坦克目标的折/反/衍射混合红外消热差光学系统。该系统采用新型的卡塞格林系统,其非球面主镜和次镜全部取代为球面,解决了卡塞格林系统大口径非球面主镜、次镜的高加工精度和装调难的问题;通过应用衍射元件独特的温度特性实现红外光学系统的无热化设计,设计的系统结构简单紧凑,口径大、焦距长、分辨率高,并且在-40～60℃的温度范围内成像质量接近衍射极限,满足坦克扫描系统的总体要求和像质要求。 展开更多

关键词 光学设计 红外光学系统 消热差设计 折/反/衍混合系统

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基于PWC方法的折衍混合红外物镜设计

11

作者 曾吉勇 金国藩 +1 位作者 王民强 严瑛白 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期213-216,共4页

折衍混合设计为选用廉价材料设计像质优良的红外物镜提供了新的途径．基于衍射结构的高折射率模型和传统的PWC方法。分析了折衍混合红外单透镜的光焦度分配和二级光谱；在8-12μm波段，采用GASIR2和AMTIR1红外玻璃，分别设计了可模压生... 折衍混合设计为选用廉价材料设计像质优良的红外物镜提供了新的途径．基于衍射结构的高折射率模型和传统的PWC方法。分析了折衍混合红外单透镜的光焦度分配和二级光谱；在8-12μm波段，采用GASIR2和AMTIR1红外玻璃，分别设计了可模压生产的折衍混合单片型和Petzval型红外物镜．结果表明：采用新型红外玻璃的折衍混合设计可以代替锗材料设计出具有大相对孔径，且像质优良而廉价的红外物镜． 展开更多

关键词 光学设计 红外物镜 折-衍混合系统 PWC方法

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采用回射屏的折/衍射头盔投影显示器设计 被引量：3

12

作者 刘迎 林琳 张慧娟 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期564-569,共6页

设计了有效焦距为35 mm,出瞳距离为23 mm,出瞳直径为12 mm,视场角为50°的透视式头盔投影显示器。该系统由一组双高斯透镜,一个半透半反镜和一个回射屏组成。回射屏的使用使双目设计的视场有效提高,畸变明显降低;二元面的引入,使系... 设计了有效焦距为35 mm,出瞳距离为23 mm,出瞳直径为12 mm,视场角为50°的透视式头盔投影显示器。该系统由一组双高斯透镜,一个半透半反镜和一个回射屏组成。回射屏的使用使双目设计的视场有效提高,畸变明显降低;二元面的引入,使系统在尺寸和重量上有明显的减少,像质进一步提高。该系统投影镜头部分重量仅为10.8 g,最大镜头直径为23.6 mm,完全满足双目设计的要求。目视系统中需重点校正的像散和垂轴色差的最大值分别为0.12 mm和7.89μm,最大畸变<0.5%。系统最小角分辨率为0.46 mrad,小于人眼的最小角分辨率,解决了普通透视式头盔显示器双目设计时宽视场实现难的问题。 展开更多

关键词 光学设计 透视式头盔投影显示器 折/衍混合系统 回射屏

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基于衍射面的双目投影头盔光学系统设计 被引量：1

13

作者 林琳 张慧娟 +3 位作者 谢振东 唐中帜 刘迎 孙强 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期140-144,共5页

为满足双目头盔显示器对大视场的要求,对它进行了改进。设计了以微液晶显示器为图像源,有效焦距为35mm,出瞳距离为23mm,出瞳直径为12mm,视场角为40°的头盔投影显示器。该系统由一组双高斯透镜,一个半透半反镜和一个回射屏组成。回... 为满足双目头盔显示器对大视场的要求,对它进行了改进。设计了以微液晶显示器为图像源,有效焦距为35mm,出瞳距离为23mm,出瞳直径为12mm,视场角为40°的头盔投影显示器。该系统由一组双高斯透镜,一个半透半反镜和一个回射屏组成。回射屏的使用使双目设计的视场有效提高,畸变明显降低;衍射面的引入,使系统在尺寸和重量上有明显的减少,像质进一步提高。该系统投影镜头部分重量仅为6.8g,最大镜头直径为16.8mm,完全满足双目设计的要求。目视系统中需重点校正的像散和垂轴色差的最大值分别为0.32mm和13.1μm,最大畸变不足0.1%。选用分辨率为1024×768、像素尺寸为25μm的图像源,系统分辨率满足图像源的要求。 展开更多

关键词 应用光学 头盔投影显示器 折/衍混合系统 回射屏

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数字微镜阵列动态红外景象投射器光学系统设计 被引量：10

14

作者 关英姿 杨亮 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期245-248,共4页

利用二次成像原理。采用准直物镜组和放大倍率为1／3的投影系统的组合方式，设计了小F数、短焦距、长出瞳距、长工作距离的基于DMD的中波红外景象投射器光学系统。整个光学系统采用锗和硅两种材料，包含11片透镜，其中：准直物镜3片，... 利用二次成像原理。采用准直物镜组和放大倍率为1／3的投影系统的组合方式，设计了小F数、短焦距、长出瞳距、长工作距离的基于DMD的中波红外景象投射器光学系统。整个光学系统采用锗和硅两种材料，包含11片透镜，其中：准直物镜3片，投影镜头7片，场镜1片。为了实现15～40℃范围内消热差和消色差，将投影系统设计成折衍混合系统。投射器光学系统在工作温度范围内，全视场空间频率16lp／mm处的MTF〉0．6，具有较好的成像效果。 展开更多

关键词 数字微镜阵列 动态红外景象投射器 光学设计 二次成像 折衍混合系统

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