大视场内窥光学相干层析成像探头的光学设计与应用

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作者 于昊炀 胡津源 +4 位作者 顾敬业 吴苏健 樊金宇 何益 史国华 《光电工程》 北大核心 2025年第6期2-11,共10页

针对现有内窥光学相干层析成像(OCT)探头在视场、分辨率及尺寸等方面的局限性,提出一种新型大视场前向扫描内窥探头的设计方案。该探头采用由6片外径为1.4 mm的球面透镜组成的光学系统,结合压电陶瓷驱动光纤扫描技术,在1000~1100 nm波... 针对现有内窥光学相干层析成像(OCT)探头在视场、分辨率及尺寸等方面的局限性,提出一种新型大视场前向扫描内窥探头的设计方案。该探头采用由6片外径为1.4 mm的球面透镜组成的光学系统,结合压电陶瓷驱动光纤扫描技术,在1000~1100 nm波段下实现6.0 mm扫描视场、24μm横向分辨率、20μm轴向分辨率,机械外径仅为1.6 mm。搭建配套扫频光学相干层析系统,离体猪眼成像实验结果表明,该探头可清晰分辨虹膜、巩膜及视网膜结构,并能观测视网膜脱落现象。与渐变折射率透镜探头相比,其视场更大且伪影更少。研究证明该探头兼顾微型化、高分辨率和大视场优势,为眼科微创手术导航提供新方案。未来可通过进一步缩小外径、集成二维扫描功能提升临床应用潜力。 展开更多

关键词 光学相干层析成像 前向扫描 大视场 内窥成像

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大视场长波红外光学系统混合无热化设计

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作者 刘鑫 王晶锦 +3 位作者 刘庆梅 姜子康 徐兆鹏 李晓英 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第2期110-118,共9页

为提高红外系统的环境适应能力,确保光学系统在-40~65℃范围内拥有较好的像质。通过将光学系统被动无热化与机械被动无热化技术各自优点结合,提出一种低成本、高质量的混合被动无热化方法,设计出一款工作波段为8~12μm、F/1焦距为45 mm... 为提高红外系统的环境适应能力,确保光学系统在-40~65℃范围内拥有较好的像质。通过将光学系统被动无热化与机械被动无热化技术各自优点结合,提出一种低成本、高质量的混合被动无热化方法,设计出一款工作波段为8~12μm、F/1焦距为45 mm,工作温度在-40~65℃的大视场长波红外光学系统。最终实现在空间频率42 lp/mm处,全视场MTF大于0.3。通过对该系统进行公差分析可知,其范围满足实际加工要求。相较于单一的无热化方式,光学系统被动无热化和机械被动无热化方法相互结合的方法可以保证像质相当情况下,降低系统的设计难度和加工难度,有助于系统小型化、轻量化。因此,混合被动无热化设计可以有效降低普通无热化镜头的设计难度、加工成本和体积。 展开更多

关键词 光学设计 大视场 长波红外 光学被动无热化 机械被动无热化 混合被动无热化

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空间TOF相机大视场光学镜头结构优化设计 被引量：9

3

作者 魏加立 曲慧东 +2 位作者 王永宪 朱俊青 关英俊 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期121-128,共8页

为使某航天设备上所搭载的小型空间(TOF)相机在宽温度工作范围以及复杂动力学环境下能够较好成像,对空间TOF相机大视场光学镜头开展了优化设计。首先,根据镜头的设计指标要求采用近远心光路设计了光学系统,并对系统进行了分析;然后通过... 为使某航天设备上所搭载的小型空间(TOF)相机在宽温度工作范围以及复杂动力学环境下能够较好成像,对空间TOF相机大视场光学镜头开展了优化设计。首先,根据镜头的设计指标要求采用近远心光路设计了光学系统,并对系统进行了分析;然后通过对比材料性能,选取铸钛合金(ZTC4)作为镜头支撑结构材料;并探讨了镜座在加工前、后的加工工艺;随后利用有限元参数化优化和自适应响应面优化算法对镜头关键部件之一的镜筒(壁厚)进行了优化设计。优化后镜筒的质量由75 g减少至51.2 g,减重率达到31.7%;最后对整机进行了过载适应性分析、温度适应性分析和模态分析,并进行了相关测试试验。分析和试验结果表明:该空间TOF相机的各项光机结构性能均满足设计指标要求。 展开更多

关键词 空间Tof相机 大视场光学镜头 近远心光路 优化设计 有限元分析

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多镜面大视场主动光学望远镜调控方法

4

作者 安其昌 吴小霞 +1 位作者 唐境 李洪文 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期785-791,共7页

为了更好地实现多镜面大视场主动光学望远镜波前像差抑制、提升望远镜探测能力极限,本文基于望远镜视场边缘内置的错位型曲率传感器进行波前感知,并利用功率谱对波前感知结果进行分析,进而基于波前像差的空间频率特征进行调控。首先,基... 为了更好地实现多镜面大视场主动光学望远镜波前像差抑制、提升望远镜探测能力极限,本文基于望远镜视场边缘内置的错位型曲率传感器进行波前感知,并利用功率谱对波前感知结果进行分析,进而基于波前像差的空间频率特征进行调控。首先,基于复光场理论分析了非瞳面对系统波前调控的影响机理。其次,分析了本方法在多镜面大视场主动光学望远镜调控过程中的精度特性。再次,利用桌面实验对多镜面大视场主动光学望远镜调控的可行性进行了验证。最终,波前重建结果与理论波前相关性高于0.85。利用功率谱对各个视场的空间频率特性进行了分析,与单纯使用均方根对多镜面影响敏感度进行分析的方法相比,灵敏度提升了20%。 展开更多

关键词 曲率传感 波前像差 大视场主动光学 大口径望远镜

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用于校正大视场共轴光学系统畸变的自由曲面设计方法 被引量：1

5

作者 丁岩 张乃文 +1 位作者 杨超 薛常喜 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期106-114,共9页

大视场光学系统的畸变往往较为严重,畸变会导致图像的扭曲和变形,为了解决这个问题,提出了一种利用自由曲面校正大视场共轴光学系统畸变的设计方法,应用该方法可以在优化后期提升光学系统的指标。基于逐点法、矢量折射定律通过光线追迹... 大视场光学系统的畸变往往较为严重,畸变会导致图像的扭曲和变形,为了解决这个问题,提出了一种利用自由曲面校正大视场共轴光学系统畸变的设计方法,应用该方法可以在优化后期提升光学系统的指标。基于逐点法、矢量折射定律通过光线追迹的方式,根据原有光学系统的出瞳位置和畸变情况,利用自由曲面对各视场主光线进行偏折,进而对畸变进行校正。给出了设计实例,分别拟合出了自由曲面和非球面。对比结果显示,相比于原系统,自由曲面的加入导致TV畸变从–6.3355%下降到0.0002%,相对照度从65.5%下降为50%,调制传递函数从0.54提高到0.64,蒙特卡洛分析90%概率调制传递函数从0.574提高到0.589。相比于相同位置的非球面,自由曲面对系统的畸变校正能力更强,降低了0.2109%,调制传递函数提升了0.06,并且更具有减小系统切向和矢向之间发散的优势,相对照度降低了0.2%,蒙特卡洛分析结果提升了0.002。证明了自由曲面设计方法对大视场共轴光学系统的畸变有着明显的校正作用,体现了自由曲面在大视场共轴光学系统中有着潜在的重要研究和应用价值。 展开更多

关键词 光学设计 自由曲面设计 光线追迹 畸变 大视场 共轴光学系统

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基于受控遗传算法的离轴三反光学系统设计 被引量：1

6

作者 王江涛 王虎 +3 位作者 马占鹏 薛要克 王星艳 连进 《光子学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期68-80,共13页

针对离轴三反光学系统初始结构少,大视场离轴像差优化过程复杂的问题,提出一种将传统光学设计与优化算法相结合的解决方案。通过对指标的参数分析确定结构选型,利用像差理论结合受控遗传算法计算同轴三反系统初始结构,再对系统进行离轴... 针对离轴三反光学系统初始结构少,大视场离轴像差优化过程复杂的问题,提出一种将传统光学设计与优化算法相结合的解决方案。通过对指标的参数分析确定结构选型,利用像差理论结合受控遗传算法计算同轴三反系统初始结构,再对系统进行离轴化并逐步扩大视场,引入自由曲面校正离轴系统产生的非对称像差,实现高质量大视场成像。以一款视场为30°×20°,焦距为110 mm,F数为2.2,工作波段在3~5μm的光学系统为例,设计结果表明光学传递函数MTF接近衍射极限,在奈奎斯特频率25 lp/mm处优于0.6,全视场最大均方根RMS光斑半径值约为6.3μm,最大畸变小于10%,验证了该方法在大视场离轴三反光学系统设计过程中的有效性,对于大视场离轴系统的设计具有一定参考意义。 展开更多

关键词 光学设计 离轴三反系统 受控遗传算法 自由曲面 大视场

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一种大视场高分辨率的复眼光学系统设计 被引量：1

7

作者 习啸天 韩军 张岩 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第2期314-320,共7页

针对传统无人机载成像系统无法实现大视场与高分辨率共存的问题,设计了一款大视场高分辨率无人机载复眼相机系统,该相机由曲面子眼阵列、光学中继系统和图像探测器三部分组成。中继系统使用了非球面设计,减小了系统体积。单个子眼焦距为... 针对传统无人机载成像系统无法实现大视场与高分辨率共存的问题,设计了一款大视场高分辨率无人机载复眼相机系统,该相机由曲面子眼阵列、光学中继系统和图像探测器三部分组成。中继系统使用了非球面设计,减小了系统体积。单个子眼焦距为20 mm,视场角为10°,中继系统为一鱼眼透镜,焦距为7 mm,可将子眼阵列所成焦曲面像转为平面像。总系统视场达到122°×106°,F数为3,焦距为3 mm,在飞行高度1 000 m时对地分辨率为0.8 m。仿真结果显示,各个光学子通道调制传递函数(modulation transfer function, MTF)在208 lp/mm处均大于0.3,系统在给定的公差范围内像质能够满足要求。与现有无人机载复眼系统相比,该文设计的系统视场更大,分辨率更高,且体积更小。 展开更多

关键词 大视场 复眼相机 光学设计 公差分析

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基于自由曲面的紧凑型大视场离轴三反空间光学系统设计 被引量：1

8

作者 陆志贤 李旭阳 +4 位作者 任志广 许彤裕 边立国 魏锦洋 姚凯中 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期166-180,共15页

为缩小空间光学系统的体积,降低遥感卫星的发射成本,根据初级像差理论求解光学系统的初始结构,采用视场和面型的渐进式优化策略设计了一款焦距为2000 mm,视场为5°×5°,F数为12.5,外包络圆直径为750 mm,具有“环形轮廓”... 为缩小空间光学系统的体积,降低遥感卫星的发射成本,根据初级像差理论求解光学系统的初始结构,采用视场和面型的渐进式优化策略设计了一款焦距为2000 mm,视场为5°×5°,F数为12.5,外包络圆直径为750 mm,具有“环形轮廓”的离轴三反光学系统。系统的主镜和三镜采用XY多项式自由曲面,次镜采用Zernike多项式自由曲面。根据自由曲面的面型参数,仿真出三个镜面的二维矢高图。设计结果表明系统的成像质量接近衍射极限,各视场RMS光斑直径最大为8.38μm,小于探测器的2个像元尺寸大小。系统能量集中度高,最大相对畸变量为1.88%,最大波前像差为0.053λ,各视场波像差优于λ/18。公差分析结果表明系统成像质量良好,可以满足各项指标要求。 展开更多

关键词 光学设计 离轴三反 自由曲面 大视场 XY多项式 ZERNIKE多项式 空间相机

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面向MEMS振镜激光雷达系统的近程接收机设计 被引量：3

9

作者 万岁岁 庞亚军 +1 位作者 薛瑞祥 白振旭 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期116-127,共12页

针对1550 nm波段铟镓砷探测器小光敏面无法有效接收MEMS较大扫描视场回波的问题,设计了一种适用于近程宽视场的接收装置。接收端光学系统利用像方远心结构作为接收天线,通过仿真在1 mm的光敏面下实现了36°的接收视场,整体相对照度... 针对1550 nm波段铟镓砷探测器小光敏面无法有效接收MEMS较大扫描视场回波的问题,设计了一种适用于近程宽视场的接收装置。接收端光学系统利用像方远心结构作为接收天线,通过仿真在1 mm的光敏面下实现了36°的接收视场,整体相对照度超过95%,集光性能和通光性能较好。同时,接收电路采用T型网络放大结构,结合时刻鉴别电路,利用TDC7200实现高精度时间测量。实验结果表明,飞行时间测量精度在200 ns量程下小于120 ps,在8 m范围内测距精度优于2 ns,能够满足近程探测的需要。 展开更多

关键词 微机电系统 大视场 光学设计 近程探测

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基于大视场结构光照明的三维层析显微成像技术

10

作者 温同强 陈肖霏 +1 位作者 温凯 郜鹏 《陕西师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期38-47,共10页

提出一种大视场结构照明光切片显微(large-field optical sectioning structured illumination microscopy,LF-OS-SIM)技术,以实现对厚样品的三维层析显微成像。该技术利用一维光栅投影生成条纹结构光场,并结合空间光调制器(spatial lig... 提出一种大视场结构照明光切片显微(large-field optical sectioning structured illumination microscopy,LF-OS-SIM)技术,以实现对厚样品的三维层析显微成像。该技术利用一维光栅投影生成条纹结构光场,并结合空间光调制器(spatial light modulator,SLM)对结构光的频谱进行快速相移。与传统的结构照明光切片显微技术相比,LF-OS-SIM的成像视场(field of view,FOV)提升至原有的4.7倍。同时,利用空间光调制器(spatial light modulator,SLM)进行数字相移,获得了20帧/s的切片速度。利用LF-OS-SIM对硬币、三维分布的荧光小球、生物样品进行了三维层析显微成像,结果发现LS-OS-SIM的成像视场达1030×780μm 2,轴向层析成像精度达4.0±0.39μm。由于其大视场、高分辨率和快速切片速度的优势,LS-OS-SIM有望在工业微器件和生物样品的三维成像中得到广泛应用。 展开更多

关键词 结构光照明 三维成像 光学切片 大视场

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用于航天的高分辨率大视场光学系统设计 被引量：14

11

作者 闫阿奇 祝青 +3 位作者 曹剑中 周泗忠 杨正 刘宇波 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1975-1977,共3页

设计了一种用于图像拍摄的高分辨率大视场光学系统,其结构形式为复杂化的反摄远基本型.主要光学参量为:f′=6.59mm,2ω=62°,F数为2.2;在85lp/mm处,MTF达到0.8,在230lp/mm处MTF为0.46,基本达到衍射极限,光谱范围为0.486～0.656μm.... 设计了一种用于图像拍摄的高分辨率大视场光学系统,其结构形式为复杂化的反摄远基本型.主要光学参量为:f′=6.59mm,2ω=62°,F数为2.2;在85lp/mm处,MTF达到0.8,在230lp/mm处MTF为0.46,基本达到衍射极限,光谱范围为0.486～0.656μm.设计评价结果表明,该系统的光学性能能够满足成像质量要求,达到了大视场、高分辨率的目的. 展开更多

关键词 光学设计 高分辨率 大视场

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大线视场自由曲面离轴三反光学系统设计 被引量：19

12

作者 孟庆宇 汪洪源 +2 位作者 王严 纪振华 王栋 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期148-155,共8页

设计了一款大线视场离轴三反光学系统,系统焦距1 200 mm,相对孔径1:12,视场角30°×1°。设计中,第三反射镜应用了x-y多项式光学自由曲面提升系统设计自由度,为便于装调,保证关于子午面像质对称,对x-y多项式自由曲面表达式... 设计了一款大线视场离轴三反光学系统,系统焦距1 200 mm,相对孔径1:12,视场角30°×1°。设计中,第三反射镜应用了x-y多项式光学自由曲面提升系统设计自由度,为便于装调,保证关于子午面像质对称,对x-y多项式自由曲面表达式进行了修正。设计结果得出,该系统光学传递函数均优于0.45@50 lp/mm,工作视场内,系统最大波像差为0.056λ,平均波像差RMS值为0.036λ,最大畸变值为0.8%,像质相对于子午面完全对称。系统进行了合理的公差分配,蒙特卡罗分析结果显示,该光学系统最终可实现平均波像差优于λ/14的成像质量。该系统的设计对空间遥感器光学系统的设计具有一定的参考价值,适合作为大幅宽推扫成像系统。 展开更多

关键词 光学设计 自由曲面 大线视场 离轴系统

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大视场大相对孔径斜轴离轴三反望远镜的光学设计 被引量：19

13

作者 刘强 王欣 +1 位作者 黄庚华 舒嵘 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期48-58,共11页

推导了离轴三反光学系统的线性像散平衡条件,在此基础上采用倾斜母镜光轴的方法设计了大相对孔径时大视场像散校正的斜轴离轴三反光学系统.系统视场为5°×5°,相对口径为1/3.1,口径为250mm,波段为400～2 500nm.将该系统与... 推导了离轴三反光学系统的线性像散平衡条件,在此基础上采用倾斜母镜光轴的方法设计了大相对孔径时大视场像散校正的斜轴离轴三反光学系统.系统视场为5°×5°,相对口径为1/3.1,口径为250mm,波段为400～2 500nm.将该系统与相同光学参数的共轴二次非球面离轴三反系统和共轴高阶偶次非球面离轴三反系统进行对比.结果表明斜轴离轴三反光学系统所有视场的光学传递函数在17lp/mm处均大于0.73,由于反射面采用圆锥曲面,其在偏轴视场成像质量方面有明显优势.对斜轴离轴三反光学系统的加工与装调进行了分析,其公差较为宽松,验证了其结构实现的可行性. 展开更多

关键词 光学设计 空间光学 线性像散平衡 离轴三反 大视场

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大视场三反射面非共轴光学系统研究 被引量：9

14

作者 杨建峰 安葆青 薛鸣球 《光子学报》 EI CAS CSCD 1997年第3期277-281,共5页

本文研究了一种各面都是二次曲面的三反射面非共轴光学系统，并给出视场角为１６° × ２°，焦距为 １５００ｍｍ的设计结果．

关键词 非共轴 光学设计 大视场 全反射 遥感 光学系统

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基于ZEMAX的大视场投影镜头设计 被引量：12

15

作者 侯国柱 吕丽军 曹一青 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期742-746,共5页

针对大视场投影镜头的设计问题,利用ZEMAX光学设计软件,通过各种操作数对镜头的基本参数和外形尺寸进行限制,并利用镜头架构的方式进行优化及大视场投影镜头的设计。其主要光学参量为:焦距为13.6mm,全视场角为60°,相对孔径为1/1.6... 针对大视场投影镜头的设计问题,利用ZEMAX光学设计软件,通过各种操作数对镜头的基本参数和外形尺寸进行限制,并利用镜头架构的方式进行优化及大视场投影镜头的设计。其主要光学参量为:焦距为13.6mm,全视场角为60°,相对孔径为1/1.6。设计结果表明:镜头的最大畸变量绝对值小于3%,最大场曲小于0.06mm,全视场MTF值在空间频率50lp/mm时高于0.6,基本达到衍射极限。该镜头由10片球面镜组成,光学系统结构紧凑、易加工。 展开更多

关键词 光学设计 ZEMAX 大视场 投影镜头

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大视场复眼结构图像处理算法研究 被引量：9

16

作者 曹阿秀 史立芳 +2 位作者 石瑞英 邓启凌 杜春雷 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期193-198,共6页

针对多维子眼成像通道曲面排布组成的大视场复眼结构,提出了一种切割-旋转-映射的图像处理算法来实现多通道图像的大视场拼接.通过确定复眼结构的排布特征,分析了各成像通道捕获的子眼图像之间的相互关系,去除相邻子眼图像之间的冗余部... 针对多维子眼成像通道曲面排布组成的大视场复眼结构,提出了一种切割-旋转-映射的图像处理算法来实现多通道图像的大视场拼接.通过确定复眼结构的排布特征,分析了各成像通道捕获的子眼图像之间的相互关系,去除相邻子眼图像之间的冗余部分,并运用几何光学及成像光学原理,研究了子眼图像与三维映射空间之间的关系,从而实现了二维子眼图像在三维空间的大视场拼接.实验制备了包含37个镜头且视场角可达118°的人工复眼结构,并运用提出的图像处理算法处理制备的复眼结构捕获的子眼图像.结果表明:算法处理图像过程中不损失图像的分辨率,可以有效地实现多通道图像的大视场拼接,且获得的图像可视性强,满足实用化要求,可进一步推进曲面复眼成像系统的应用. 展开更多

关键词 多通道成像 复眼 大视场 图像处理 机器视觉 阵列化 光学设计与制备

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超大视场红外光学镜头设计 被引量：8

17

作者 陈建发 潘枝峰 王合龙 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期282-287,共6页

超大视场红外光学镜头在军事上主要用于对来袭目标进行告警,相比于常规红外光学系统,其设计具有许多不同的特点。结合实际工程应用,在投影方式、光学构型、像面照度、视场、无热化、评价方式等方面对超大视场红外光学系统设计的特点进... 超大视场红外光学镜头在军事上主要用于对来袭目标进行告警,相比于常规红外光学系统,其设计具有许多不同的特点。结合实际工程应用,在投影方式、光学构型、像面照度、视场、无热化、评价方式等方面对超大视场红外光学系统设计的特点进行分析。给出了一个具体的设计实例,所用探测器采用1024×1024@15μm制冷型中波红外探测器,光学系统工作波段3.7~4.95μm,焦距9.6 mm,视场116°,仅采用4片透镜实现无热化设计,不含衍射面,工作温度覆盖范围-55^+70℃,镜头结构紧凑,总长度小于70 mm。像质评价结果表明:全视场单个像元角分辨率均匀性95%以上,单个像元能量集中度在75%以上,光学系统边缘视场照度为中心视场照度的90%以上。 展开更多

关键词 光学设计 超大视场 视场拼接

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球幕投影光学系统的设计与研究 被引量：6

18

作者 孙鑫 白加光 王忠厚 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1766-1769,共4页

设计了一种飞行训练使用的球幕投影仪光学系统.系统焦距为5.5 mm,相对孔径为1/4,全视场角175°,光谱范围为可见光波段,采用了3组10片的反远距型结构.与普通投影系统不同之处在于,该系统在保证大视场的前提下有效地减小了场曲对像质... 设计了一种飞行训练使用的球幕投影仪光学系统.系统焦距为5.5 mm,相对孔径为1/4,全视场角175°,光谱范围为可见光波段,采用了3组10片的反远距型结构.与普通投影系统不同之处在于,该系统在保证大视场的前提下有效地减小了场曲对像质的影响.给出了球幕结构对场曲影响的定量分析以及较为方便的屏幕半径选择方法.因全部采用国产玻璃而同时满足了国产化的要求. 展开更多

关键词 光学系统设计 球幕 大视场 场曲

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大线视场大相对口径红外成像系统的光学设计 被引量：11

19

作者 王立辉 郁蕴健 陆段军 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期39-41,46,共4页

在同轴三反射光学系统基础上,采用视场离轴方式,设计了一个在地球同步轨道上对地观测的空间离轴三反射光学系统.该系统同时具有大线视场和大相对口径的特点,设计结果表明,成像质量达到了衍射极限.

关键词 红外成像 光学设计 离轴三反射系统 大线视场 大相对口径

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基于自由曲面的大视场空间相机光学系统设计 被引量：26

20

作者 李旭阳 倪栋伟 +1 位作者 杨明洋 任志广 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期136-144,共9页

运用自由曲面设计一款大视场离轴三反光学系统,该系统焦距为2 000mm,F数为12,视场角为35°×1°,主镜和三镜采用XY多项式自由曲面设计,且主镜设计为凸面,使子午视场达到35°,进一步拓宽了成像视场.基于优化后的XY多项... 运用自由曲面设计一款大视场离轴三反光学系统,该系统焦距为2 000mm,F数为12,视场角为35°×1°,主镜和三镜采用XY多项式自由曲面设计,且主镜设计为凸面,使子午视场达到35°,进一步拓宽了成像视场.基于优化后的XY多项式系数,利用Matlab软件仿真出主镜和三镜的XY自由曲面面型.设计结果表明,全视场内该系统的光学传递函数在63lp/mm处优于0.4,弥散斑直径小于一个像元尺寸,最大相对畸变小于3%,波像差均优于λ/14,系统能量集中度高,成像质量接近衍射极限.可见自由曲面在提升离轴反射式光学系统的成像视场和成像质量方面具有很大优势,该系统克服了传统离轴反射式光学系统子午方向视场角小的缺点,适合大幅宽推扫成像. 展开更多

关键词 光学设计 大视场 自由曲面 XY多项式 离轴三反

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