折/衍混合远心消色差f-θ物镜系统设计 被引量：9

1

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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FDTD-PWS法用于分析毫米波透镜天线焦面场 被引量：4

2

作者 张岩 吕善伟 +1 位作者 苗俊刚 李玉莹 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期682-685,713,共5页

提出一种新的节省计算空间的FDTD-PWS混合算法,并应用于透镜天线的焦面场分析.首先采用FDTD(Finite-Difference Time-Domain)求解得到聚焦透镜天线的口面场的幅度和相位分布,再通过PWS(Plane Wave Spectrum)外推至焦平面,求解得出焦面... 提出一种新的节省计算空间的FDTD-PWS混合算法,并应用于透镜天线的焦面场分析.首先采用FDTD(Finite-Difference Time-Domain)求解得到聚焦透镜天线的口面场的幅度和相位分布,再通过PWS(Plane Wave Spectrum)外推至焦平面,求解得出焦面场分布.根据天线场分布的对称性,将PEC(Perfect Electric Conductor)和PMC(Perfect Magnetic Conduc-tor)边界应用于FDTD的仿真过程,使仿真模型缩减为原模型的1/4,进一步节省了计算空间.应用于毫米波聚焦透镜天线的焦面场仿真分析,并对其焦面场进行平面近场扫描测试,将仿真结果进行探头补偿后与实验数据作比较,证明该方法是精确和高效的. 展开更多

关键词 FDTD PWS FDTD-PWS混合算法 焦面场 透镜天线

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二元变焦内窥镜光学系统设计 被引量：7

3

作者 张薇 田维坚 张宏建 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期105-109,共5页

根据高斯光学原理,以液体透镜为核心元件,研究了无移动镜组变焦系统的设计方法。从医用内窥镜的使用要求出发,设计了一种二元变焦内窥镜系统。该系统可通过气压或液压控制液体透镜表面曲率变化,实现1.5倍变倍比,在1.8 mm和2.7 mm焦距下... 根据高斯光学原理,以液体透镜为核心元件,研究了无移动镜组变焦系统的设计方法。从医用内窥镜的使用要求出发,设计了一种二元变焦内窥镜系统。该系统可通过气压或液压控制液体透镜表面曲率变化,实现1.5倍变倍比,在1.8 mm和2.7 mm焦距下都获得了良好的成像质量。 展开更多

关键词 二元变焦 液体透镜 折衍混合 内窥镜 光学设计

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多波长、大工作面折-衍混杂f-θ镜头设计 被引量：4

4

作者 王相京 吴金才 +4 位作者 陈结祥 张毅 涂碧海 赵平建 刘建国 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期79-81,95,共4页

目前国内用于激光扫描系统的f-θ镜头的工作面积一般不超过350mm×350mm。国外虽有面积较大的f-θ镜头,但结构相当复杂。为了能够得到工作面积大而且结构相对简单的f-θ镜头来满足扫描系统的要求,利用二元光学元件的特殊色散性质,... 目前国内用于激光扫描系统的f-θ镜头的工作面积一般不超过350mm×350mm。国外虽有面积较大的f-θ镜头,但结构相当复杂。为了能够得到工作面积大而且结构相对简单的f-θ镜头来满足扫描系统的要求,利用二元光学元件的特殊色散性质,设计了工作于808～1064nm波段的折-衍混杂f-θ镜头,激光扫描范围为450mm×450mm。它由四片两种普通玻璃球面透镜构成,光学筒长不到120mm。该镜头结构简单紧凑,单波长工作时聚焦性能达到衍射极限、线性畸变小,能够满足现代多工作波长激光扫描系统的实际需求。 展开更多

关键词 光学设计 f-θ镜头 折-衍混杂系统 二元光学

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红外折/衍混杂f-theta镜研究 被引量：4

5

作者 王肇圻 刘娟 傅汝廉 《红外技术》 CSCD 北大核心 2006年第2期77-80,共4页

根据现代红外激光扫描系统的需求,分别设计了工作于808nm～1064nm波段和1064nm～1500nm波段的折/衍混杂f-theta系统。系统分别由三片镜和四片镜组成,激光扫描范围分别为100mm×100mm和60mm×60mm。此二系统相配合,可以完成在80... 根据现代红外激光扫描系统的需求,分别设计了工作于808nm～1064nm波段和1064nm～1500nm波段的折/衍混杂f-theta系统。系统分别由三片镜和四片镜组成,激光扫描范围分别为100mm×100mm和60mm×60mm。此二系统相配合,可以完成在808nm～1500nm波长范围的激光扫描工作。点列图分析表明,输出光斑质量优良均匀,在0视场、0.7视场、和全视场光斑均接近衍射极限。像差分析表明,系统最大色差为26μm,最大场曲小于0.3mm,最大f-theta误差小于0.03%。满足现代多工作波长、高精度激光打标机的实际需求。 展开更多

关键词 f-theta透镜 折/衍混杂系统 激光打标 光学设计

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CO_2激光雕刻机的折/衍混杂f-θ镜设计 被引量：3

6

作者 吴环宝 王肇圻 +2 位作者 傅汝廉 刘娟 乐丹 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期351-353,358,共4页

以工作于CO2激光主波长的传统两片球面透镜型f-θ镜为基础,引入衍射面实现消色差,设计了工作于可调谐CO2激光的波段范围9.0￣11.0μm的f-θ镜。结果表明,所设计的折/衍混杂f-θ镜不仅很好地工作在所要求的波段范围内,而且单色像差比原... 以工作于CO2激光主波长的传统两片球面透镜型f-θ镜为基础,引入衍射面实现消色差,设计了工作于可调谐CO2激光的波段范围9.0￣11.0μm的f-θ镜。结果表明,所设计的折/衍混杂f-θ镜不仅很好地工作在所要求的波段范围内,而且单色像差比原单波长f-θ镜有所提高,像面上的光斑在各个波长和视场上大小均匀。系统像差在各个波长上都接近或达到衍射极限,具有精确的光学扫描特性。 展开更多

关键词 光学设计 f-θ镜 折/衍混杂 消色差

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折衍混合在长焦物镜中的应用研究 被引量：4

7

作者 杨智 戴一帆 张沛 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期206-208,共3页

为了突破长焦物镜传统设计中的局限性,从衍射面的相位多项式出发,结合一般透镜的相位变换式,对折衍混合消像差理论进行了探讨。给出了仅使用1种材料FK1、2片型的长焦物镜系统设计结构,并将此设计结果与传统的5片型、5种材料的纯折射长... 为了突破长焦物镜传统设计中的局限性,从衍射面的相位多项式出发,结合一般透镜的相位变换式,对折衍混合消像差理论进行了探讨。给出了仅使用1种材料FK1、2片型的长焦物镜系统设计结构,并将此设计结果与传统的5片型、5种材料的纯折射长焦物镜的光学性能进行了比较。结果表明,利用折衍混合能有效地校正长焦物镜的像差,极大地降低系统的重量和复杂程度,不失为长焦物镜设计的一条有效途径。 展开更多

关键词 光学设计与制造 衍射光学 折衍混合 长焦物镜

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折衍混合大相对孔径红外物镜设计 被引量：2

8

作者 赵存华 王金艳 +1 位作者 朱景成 刘照军 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2007年第8期756-758,共3页

本文设计了焦距50mm,波段为8～12 μm,F数达0.8,全视场10°的适用于非制冷焦平面阵列探测器的红外物镜.分别设计了四片全折射式和三片折衍混合式两种镜头.从两个镜头来看,折衍混合式不仅在体积上小于全折射系统,同时在成像质量和色... 本文设计了焦距50mm,波段为8～12 μm,F数达0.8,全视场10°的适用于非制冷焦平面阵列探测器的红外物镜.分别设计了四片全折射式和三片折衍混合式两种镜头.从两个镜头来看,折衍混合式不仅在体积上小于全折射系统,同时在成像质量和色差上（从10.1μm降至0.8μm）也优于全折射系统. 展开更多

关键词 红外镜头 F数 折衍混合 消色差

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折衍混合红外光学系统消热差设计 被引量：6

9

作者 梁玲 张良 潘晓东 《电光与控制》 北大核心 2008年第8期72-75,F0003,共5页

论述了衍射光学元件的消热差和消色差的温度特性及设计方法，根据折射和衍射光学元件固有特性，设计采用320×256凝视焦平面阵列探测器，工作在中波3—5μm，视场范围为8°×6°的红外系统，该系统使用硅和锗两种红外... 论述了衍射光学元件的消热差和消色差的温度特性及设计方法，根据折射和衍射光学元件固有特性，设计采用320×256凝视焦平面阵列探测器，工作在中波3—5μm，视场范围为8°×6°的红外系统，该系统使用硅和锗两种红外光学材料。实现了在-40-60℃温度范围内消热差和消色差，像质优良。此系统具有成像质量高、体积小、重量轻、工作温度范围宽的特点，使得折／衍混合光学元件在机载红外成像系统中得到成功应用。 展开更多

关键词 折-衍混合透镜 光学设计 热补偿设计 军用光学仪器

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引入表面微结构的3.7～4.8μm红外折衍混合物镜设计 被引量：2

10

作者 刘敏 刘定权 +2 位作者 周晟 罗海瀚 张秋玉 《红外技术》 CSCD 北大核心 2019年第10期918-923,共6页

折衍混合透镜具有重量轻和结构紧凑的特点,在空间光学仪器等方面有一定的优势。结合物镜设计要求的工作波段3.7~4.8μm、焦距64 mm和F数1.6等参数,采用了含有平面衍射微结构的3片式分离镜片,物镜总长度和重量得以明显减少,减少约40%。... 折衍混合透镜具有重量轻和结构紧凑的特点,在空间光学仪器等方面有一定的优势。结合物镜设计要求的工作波段3.7~4.8μm、焦距64 mm和F数1.6等参数,采用了含有平面衍射微结构的3片式分离镜片,物镜总长度和重量得以明显减少,减少约40%。镜片选用了常用的红外光学材料硅和锗,设计对公差的要求较为宽松,得到的弥散斑半径小于9.5μm,各个视场的MTF值在17毫米线对处均达到0.8。硅平面镜表面的衍射微结构可以用4次套镀薄膜的方法来实现16个台阶,分析了衍射微结构可接受的加工误差范围。选用SiO和ZnS膜层来减少镜片表面反射损失,波段内物镜的光学效率达到93%。 展开更多

关键词 折衍混合 物镜 衍射微结构 光学设计 薄膜

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基于混合田口基因算法的TIR透镜优化设计 被引量：1

11

作者 甄艳坤 李娟妮 白燕 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2013年第12期4395-4399,共5页

根据LED光源朗伯型发光特性和目标屏照明要求,通过采用混合田口基因算法(Hybrid taguchi-genetic algorithm,HTGA)对全内反射(total internal reflection,TIR)透镜的结构参数进行优选和调整,以期获得最佳参数组合。利用TracePro软件对... 根据LED光源朗伯型发光特性和目标屏照明要求,通过采用混合田口基因算法(Hybrid taguchi-genetic algorithm,HTGA)对全内反射(total internal reflection,TIR)透镜的结构参数进行优选和调整,以期获得最佳参数组合。利用TracePro软件对整体系统进行光线追迹仿真,仿真结果表明在考虑系统光学扩展量受限情况时,圆形目标屏上获得光能利用率为42.5%的照明效果。HTGA算法在整个优化过程中充分利用田口方法的参数设计特性,提高传统基因算法的优越性,加快了以光能利用率为目标的TIR透镜优化设计过程。 展开更多

关键词 全内反射透镜 混合田口基因算法 光能利用率 二维光学扩展量 信噪比

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电力电子混杂系统多时间尺度分析控制与应用(一):理论部分 被引量：3

12

作者 赵争鸣 虞竹珺 施博辰 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期236-249,共14页

文中对电力电子混杂系统多时间尺度分析控制与应用研究进行总结,分理论和应用上下两篇。上篇针对电力电子系统在实际应用中急需解决的提升变换能力和可靠性问题,对电力电子科学进行再认识,认为电力电子科学是一门基于功率半导体开关组... 文中对电力电子混杂系统多时间尺度分析控制与应用研究进行总结,分理论和应用上下两篇。上篇针对电力电子系统在实际应用中急需解决的提升变换能力和可靠性问题,对电力电子科学进行再认识,认为电力电子科学是一门基于功率半导体开关组合模式的电磁能量高效变换的科学。基于再认识框架,解析电力电子系统的多时间尺度混杂特征,进一步明确广义混杂系统的概念。针对广义混杂系统提出数值凸透镜分析解算方法,并予以论证。最后对该方法的发展进行展望。 展开更多

关键词 电力电子学 多时间尺度 混杂系统 数值凸透镜 状态离散 事件驱动

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HTGA算法在LED均匀照明优化设计的应用

13

作者 甄艳坤 李娟妮 +2 位作者 杨阿平 卢胜男 陈恩果 《电光与控制》 北大核心 2016年第12期97-100,105,共5页

针对朗伯型发光特性的LED光源,采用田口方法和传统遗传算法过程相融合的混合田口基因算法(HTGA)对用于光束整形的TIR透镜进行结构优化设计,以期在特定目标屏上获得均匀照明效果。此算法把透镜结构参数组合作为染色体,以目标屏上所获得... 针对朗伯型发光特性的LED光源,采用田口方法和传统遗传算法过程相融合的混合田口基因算法(HTGA)对用于光束整形的TIR透镜进行结构优化设计,以期在特定目标屏上获得均匀照明效果。此算法把透镜结构参数组合作为染色体,以目标屏上所获得的照明效果为基础构建评价函数,最终优化获得TIR透镜结构参数。整个过程在Matlab和Tracepro共同搭建的平台上进行。仿真结果表明,HTGA算法充分利用田口方法的参数设计特性,提高了传统遗传算法优越性,最终优化所得TIR透镜在实现光能利用率60%的情况下,使照明均匀度达到88%,有效改善目标屏上的照明均匀性。 展开更多

关键词 TIR透镜 LED 混合田口基因算法 照明均匀度 信噪比

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液体可变焦折衍混合光学系统 被引量：3

14

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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磁透镜下XPS仪对磁性材料表征的可靠性评估 被引量：3

15

作者 金崧 于帆 +3 位作者 梁齐 杨彬 王静 孙立民 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2015年第5期27-30,共4页

对纯铁软磁材料(工业纯铁)、Nd2Fe14B单晶体和多晶Nd Fe B硬磁性材料,使用Axis UltraDLDX射线光电子能谱仪分别在静电模式和磁透镜模式下采集了全谱和高分辨率元素XPS谱图。通过对比3种材料分别在两种模式下的谱峰形状、谱峰位置、背底... 对纯铁软磁材料(工业纯铁)、Nd2Fe14B单晶体和多晶Nd Fe B硬磁性材料,使用Axis UltraDLDX射线光电子能谱仪分别在静电模式和磁透镜模式下采集了全谱和高分辨率元素XPS谱图。通过对比3种材料分别在两种模式下的谱峰形状、谱峰位置、背底高低以及峰相对面积比值,探讨了样品在磁透镜磁场中被磁化后以及样品自身的磁场大小对XPS的定性和定量表征的影响。结果表明:纯铁材料可以在磁透镜模式下被正确地定性和定量表征;对于Nd2Fe14单晶体,磁透镜模式可以用于定性表征而不适合定量表征;对于多晶Fe Nd B,磁透镜模式下表征结果跟样品产生的磁场方向有关,光电子信号弱,有时甚至检测不出光电子信号。 展开更多

关键词 X射线光电子能谱 磁透镜 磁性材料 定性和定量表征

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轻小型折衍射混合红外中波摄远物镜无热化设计 被引量：2

16

作者 牟蒙 牟达 +1 位作者 马军 李卓 《红外技术》 CSCD 北大核心 2015年第5期387-391,共5页

由于红外具有能识别伪装、可昼夜工作和被动工作的优势而被广泛地应用于跟踪和搜索系统。而这些系统要求红外光学系统成像清晰、结构紧凑、可适应较大的温度变化。依据光学被动消热差的方法设计了可在较宽温度范围工作、成像质量优良、... 由于红外具有能识别伪装、可昼夜工作和被动工作的优势而被广泛地应用于跟踪和搜索系统。而这些系统要求红外光学系统成像清晰、结构紧凑、可适应较大的温度变化。依据光学被动消热差的方法设计了可在较宽温度范围工作、成像质量优良、结构紧凑、体积小的红外中波摄远物镜，其摄远比可达到0．6。系统参数如下：工作波段为3～51μm，焦距150mm，F数为3，工作温度为-40℃～60℃。设计结果显示，该系统仅采用3片透镜并利用衍射元件消热差完成了无热化的要求，减少了系统的成本及重量，传递函数在171p／mm处均在0．8以上，与衍射极限十分接近，满足在宽温度范围内工作成像质量高及系统小型化的要求。 展开更多

关键词 红外中波摄远物镜 无热化设计 折衍射混合系统 结构紧凑

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无人机辅助多用户毫米波MIMO系统的透镜波束预编码技术研究 被引量：2

17

作者 陈真 唐杰 +1 位作者 杜晓宇 章秀银 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期844-851,共8页

无人机(UAV)与毫米波(mmWave)多输入多输出(MIMO)系统的结合可以提供高数据速率的空中链路,然而其部署位置及波束赋形设计直接影响无线通信系统的吞吐量。为实现多用户同时接入通信,该文提出基于离散透镜阵列(DLA)结构的波束空间预编码... 无人机(UAV)与毫米波(mmWave)多输入多输出(MIMO)系统的结合可以提供高数据速率的空中链路,然而其部署位置及波束赋形设计直接影响无线通信系统的吞吐量。为实现多用户同时接入通信,该文提出基于离散透镜阵列(DLA)结构的波束空间预编码技术,构建了联合UAV飞行高度、波束选择及混合预编码的优化方案。为了解决这一涉及随机目标函数的非凸优化问题,该文利用最小化加权最小均方误差方法,将问题转化为求一系列子优化问题,进而通过一种惩罚对偶分解(PDD)算法求解。数值仿真结果表明,该方案能够实现接近全数字波束赋形方案的频谱效率性能。 展开更多

关键词 无人机 毫米波通信 MIMO 混合预编码 透镜天线阵列

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一种聚光光伏及温差发电一体化装置的研制 被引量：6

18

作者 徐慧婷 胡状 +2 位作者 历德义 彭丰 陈东生 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2019年第8期88-91,共4页

基于光生伏特和塞贝克效应设计了一种混合利用光电和热电的聚光光伏及温差发电一体化装置。该装置利用聚光透镜克服了太阳能能流密度低的缺陷,采用紫铜片对光伏电池进行热传递,余热能量通过温差发电装置实现二次发电,从而提高太阳能电... 基于光生伏特和塞贝克效应设计了一种混合利用光电和热电的聚光光伏及温差发电一体化装置。该装置利用聚光透镜克服了太阳能能流密度低的缺陷,采用紫铜片对光伏电池进行热传递,余热能量通过温差发电装置实现二次发电,从而提高太阳能电池转换效率。为了测试温差发电对装置的影响,分别进行启动和不启动温差系统试验,发现输出电流基本相等,联合发电状态下,输出电压有约0.5 V明显提升。实验结果显示:当温差发电片和聚光光伏电池的负载选择合适的参数时,装置的输出功率提高5.26%,太阳能转换效率能提高了5.45%。 展开更多

关键词 菲涅尔透镜 聚光光伏 温差发电 联合发电

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