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非球面人工晶体设计及其光学性能研究 被引量:5
1
作者 朱海丰 贾翠萍 方志良 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期56-59,共4页
提出了非球面人工晶体的设计思路及方法,即根据个体人眼的角膜地形图,将其转换为波前图,获得Zernike系数Z40(球差)项,在该球差值基础上设计并得到非球面人工晶体结构参数。对植入9.5D和20.5D人工晶体的两实际患眼成像质量的模拟分析表明... 提出了非球面人工晶体的设计思路及方法,即根据个体人眼的角膜地形图,将其转换为波前图,获得Zernike系数Z40(球差)项,在该球差值基础上设计并得到非球面人工晶体结构参数。对植入9.5D和20.5D人工晶体的两实际患眼成像质量的模拟分析表明:以本文方法设计的非球面人工晶体在对人眼系统的MTF,对比敏感度及离焦MTF的改善上都明显优于传统的球面人工晶体,光学性能良好。本文为非球面人工晶体的设计提供了切实可行的方法,并为其在临床上应用提供了一定的理论基础。 展开更多
关键词 非球面人工晶体 球差 成像质量 光学性能
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大孔径大视场轻小型星敏感器光学系统 被引量:28
2
作者 杨皓明 王灵杰 +2 位作者 翁志成 冯秀恒 方志良 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期151-154,共4页
提出了一个大相对孔径、大视场轻小型CCD星敏感器光学系统设计方案,该星敏感器焦距为22.5 mm,F数为1.2,谱段范围470-750 nm,视场角25°。采用双高斯基本型后加一片近乎等晕的正透镜,获得了较大的相对孔径,同时选择高折射率玻璃材料... 提出了一个大相对孔径、大视场轻小型CCD星敏感器光学系统设计方案,该星敏感器焦距为22.5 mm,F数为1.2,谱段范围470-750 nm,视场角25°。采用双高斯基本型后加一片近乎等晕的正透镜,获得了较大的相对孔径,同时选择高折射率玻璃材料增大视场并降低轴上及轴外光束入射角,高折射率玻璃材料亦能降低高级像差且使系统总长缩短。像质分析表明,此设计方案能够满足使用要求,光学系统总长仅为46.51 mm,满足实际工程轻量化需求。 展开更多
关键词 星敏感器 折射 光学设计
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超紧凑型红外折反式光学系统设计 被引量:14
3
作者 王灵杰 张新 +1 位作者 杨皓明 张建萍 《应用光学》 CAS CSCD 2007年第3期288-291,共4页
提出一种超紧凑型折反式红外光学系统设计方法,即系统的主、次镜均采用金属镜,后组采用红外透射材料,实现了总长/焦距比为0.55。在设计中重点分析系统的温度效应,并采取针对性设计,以达到准无热化设计的目的。同时对系统进行杂光分析,... 提出一种超紧凑型折反式红外光学系统设计方法,即系统的主、次镜均采用金属镜,后组采用红外透射材料,实现了总长/焦距比为0.55。在设计中重点分析系统的温度效应,并采取针对性设计,以达到准无热化设计的目的。同时对系统进行杂光分析,给出杂光抑制方案,并使用杂光分析软件对系统进行分析。结果表明:系统像面杂散辐射在0.5%以内,光学材料与结构材料的热胀系数配合得当,系统的热效应很好。 展开更多
关键词 折反式红外系统 光学设计 准无热化设计
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人工晶体前移与人眼屈光调节关系的研究 被引量:1
4
作者 朱海丰 方志良 刘永基 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期738-741,共4页
基于Hwey-Lan Liou眼模型,采用ZEMAX光学设计软件实现光线追迹的方法研究了人工晶体在眼内的前移与人眼屈光调节之间的关系.结果表明:人工晶体每前移一定的距离,人眼所获得的屈光调节量不恒定;调节量大小依赖于眼轴长度和所需植入的人... 基于Hwey-Lan Liou眼模型,采用ZEMAX光学设计软件实现光线追迹的方法研究了人工晶体在眼内的前移与人眼屈光调节之间的关系.结果表明:人工晶体每前移一定的距离,人眼所获得的屈光调节量不恒定;调节量大小依赖于眼轴长度和所需植入的人工晶体,特别是眼轴长度;对于不同眼轴长度术眼中的人工晶体前移,人眼所获得的屈光调节量与眼轴长度呈负相关. 展开更多
关键词 眼睛模型 光线追迹 屈光调节 眼轴长度
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单片与双片式可调节人工晶体屈光调节力研究(英文)
5
作者 朱海丰 黄柳宾 +2 位作者 李书光 刘彦民 方志良 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期137-141,共5页
给出了一种双片式可调节人工晶体模型,并通过符合实际人眼情况的模拟方法,即人工晶体在眼内移动后,在接近相同人眼成像质量条件下,比较了正透镜-正透镜、负透镜-正透镜、正透镜-负透镜三种不同组合形式的双片式可调节人工晶体和单片式... 给出了一种双片式可调节人工晶体模型,并通过符合实际人眼情况的模拟方法,即人工晶体在眼内移动后,在接近相同人眼成像质量条件下,比较了正透镜-正透镜、负透镜-正透镜、正透镜-负透镜三种不同组合形式的双片式可调节人工晶体和单片式可调节人工晶体对人眼屈光调节力影响,结果表明:当正透镜-负透镜组合的双片式可调节人工晶体的正透镜在相对负透镜移动的距离与单片式可调节人工晶体在眼内移动距离相等时,该型双片式可调节人工晶体使人眼获得的屈光调节力明显较高,且屈光调节力的大小随正透镜和负透镜屈光度的增大而增大,正透镜-正透镜、负透镜-正透镜型人工晶体屈光调节力低于单片式人工晶体,对人眼成像质量影响较大的球差Z40项从0.096到0.263变化,人眼屈光调节力仅改变0.03D,以上所得结论为设计新一代的双片式可调节人工晶体提供了一定的理论基础。 展开更多
关键词 屈光调节力 单片式可调节人工晶体 双片式可调节人工晶体 视觉质量 球差Z04
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一种基于等强度梁的光纤光栅高频振动传感器 被引量:28
6
作者 孙华 刘波 +2 位作者 周海滨 苗银萍 兰玉文 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1270-1275,共6页
以光纤光栅为敏感元件,设计了一种基于钢制等强度悬臂梁结构的高频振动传感器,该传感器由光纤光栅粘贴于等强度悬臂梁的表面而实现。运用材料力学原理对该等强度悬臂梁的共振频率和应变特性进行了推导。采用匹配滤波法解调光信号,并进... 以光纤光栅为敏感元件,设计了一种基于钢制等强度悬臂梁结构的高频振动传感器,该传感器由光纤光栅粘贴于等强度悬臂梁的表面而实现。运用材料力学原理对该等强度悬臂梁的共振频率和应变特性进行了推导。采用匹配滤波法解调光信号,并进行了传感探头优化设计,使该传感器实现了温度补偿。在不同环境温度下对任意频率的振动进行了测量实验,结果表明这种振动传感器可以实现高频振动信号的检测,实际上限频率达6kHz,测量频率误差小于0.5%,能够实现温度补偿,且集成度高,结构轻便,具有广阔的实用前景。 展开更多
关键词 光纤光学 高频振动传感器 匹配光栅滤波 光纤光栅 等强度梁 温度补偿
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基于相机阵列获取元素图像的集成成像抗串扰参数设计 被引量:10
7
作者 袁小聪 徐于萍 +2 位作者 杨勇 赵星 步敬 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期2050-2056,共7页
为了得到理想的抗串扰三维图像,研究了用相机阵列记录三维场景时,如何排列所获取的元素图像并使其与重构的微透镜阵列匹配的问题。通过分析集成成像原理,讨论了元素图像间距、微透镜阵列间距、焦距等几个重要参数之间的关系,证明了对于... 为了得到理想的抗串扰三维图像,研究了用相机阵列记录三维场景时,如何排列所获取的元素图像并使其与重构的微透镜阵列匹配的问题。通过分析集成成像原理,讨论了元素图像间距、微透镜阵列间距、焦距等几个重要参数之间的关系,证明了对于固定的微透镜阵列,元素图像间距是场景重构时的重要因素,并结合分析给出了最佳设计参数。系统分析了元素图像阵列放置在焦面或焦面以外的物像关系,以及元素图像间距的作用,针对上述因素对成像串扰及景深的影响,论证了在焦面成像时串扰最小,景深最大的结论。所证明的结论对用相机获取大场景时排列所获元素图像,实现三维再现具有指导意义。 展开更多
关键词 集成成像 元素图像间距 微透镜阵列间距 场景重构
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含三次位相元件照相物镜的设计 被引量:8
8
作者 杨皓明 张新 +2 位作者 方志良 雷广智 张欣 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1026-1031,共6页
设计了一个光学/数字成像系统,该成像系统利用三次位相元件辅以数字图像处理技术,在保持系统光通量及分辨率不变的前提下,提高了光学系统焦深。进行了仿真实验,实验以传统的双高斯型照相物镜为光学系统模型,选取焦点及离焦-1.6λ(λ=550... 设计了一个光学/数字成像系统,该成像系统利用三次位相元件辅以数字图像处理技术,在保持系统光通量及分辨率不变的前提下,提高了光学系统焦深。进行了仿真实验,实验以传统的双高斯型照相物镜为光学系统模型,选取焦点及离焦-1.6λ(λ=550 nm)近似-6.4倍焦深两个成像位置。对比分析了传统光学系统及光学/数字系统的焦点位置调制传递函数(MTF)、离焦1.6λ处调制传递函数(MTF)及在瑞利判据±100倍焦深范围内的离焦传递函数。通过光学设计软件CODEV9.7新增图像模拟功能,得到了光学系统的模拟成像结果。利用自编图像处理程序,得到最终的成像结果。结果表明,该光学/数字成像系统确实能够有效扩大光学系统焦深6倍以上。 展开更多
关键词 照相物镜 光学设计 位相板 焦深
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波前编码系统的新设计 被引量:8
9
作者 雷广智 张新 +3 位作者 张建萍 杨皓明 何锋贇 张欣 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1171-1176,共6页
利用传统光学系统评价指标斯特利尔比和能量集中度来表征波前编码系统的成像特征,建立了系统"离焦不敏感性"的评价函数。采用所建立的评价函数设计了应用波前编码技术的三片式系统,系统焦深比原系统扩展10×以上。结果表... 利用传统光学系统评价指标斯特利尔比和能量集中度来表征波前编码系统的成像特征,建立了系统"离焦不敏感性"的评价函数。采用所建立的评价函数设计了应用波前编码技术的三片式系统,系统焦深比原系统扩展10×以上。结果表明:新设计方法使得波前编码系统设计得以在流行的光学设计软件CODE Ⅴ、zemax中实现,并可以很方便地控制"离焦不敏感性"和"图像可恢复性"之间的平衡,解决了目前波前编码系统设计时没有现成软件,没有成熟方法的问题。 展开更多
关键词 焦深 波前编码 相位板 优化设计
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人眼模型中各折射面对人眼像差的贡献 被引量:6
10
作者 刘永基 王肇圻 +1 位作者 方志良 母国光 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期1554-1556,共3页
将计算光学系统各个折射面对系统像差贡献的理论应用于人眼中.用C语言编制光线追迹程序,计算了人眼各个折射面对眼睛像差的贡献及各种像差经过眼睛不同折射面的变化.给出了眼睛中各个折射面对眼睛彗差的贡献,并发现角膜与晶状体对眼睛... 将计算光学系统各个折射面对系统像差贡献的理论应用于人眼中.用C语言编制光线追迹程序,计算了人眼各个折射面对眼睛像差的贡献及各种像差经过眼睛不同折射面的变化.给出了眼睛中各个折射面对眼睛彗差的贡献,并发现角膜与晶状体对眼睛彗差的贡献有相互补偿的作用.在眼睛中,角膜前表面对人眼像差的贡献最大,晶状体后表面对眼睛像差的贡献次之,这两个折射面比其他两折射面对眼睛像差的贡献大得多.这说明晶状体后表面也是改善人眼像差的参数之一. 展开更多
关键词 像差 眼睛 角膜 晶状体
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光纤光栅三维应力传感器的设计与实现 被引量:7
11
作者 兰玉文 刘波 罗建花 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期656-659,共4页
以光纤光栅为敏感元件,设计并实现了一种基于圆柱结构的三维应力传感器.该传感器由三个光纤布喇格光栅等角度粘贴在圆柱体探头而实现.对这种三维传感器应用材料力学理论进行了传感原理的推导与分析,并进行了任意方向上应力大小的传感测... 以光纤光栅为敏感元件,设计并实现了一种基于圆柱结构的三维应力传感器.该传感器由三个光纤布喇格光栅等角度粘贴在圆柱体探头而实现.对这种三维传感器应用材料力学理论进行了传感原理的推导与分析,并进行了任意方向上应力大小的传感测量实验.实验表明:这种传感器可以准确测量三维空间任意方向的应力大小及方向,测量线性度高;在0-5N的测量范围内,误差不超过±1.58%,分辨率为9.2×10-3N. 展开更多
关键词 光纤光学 应力传感器 三维 光纤光栅
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不同因素对可调节人工晶体屈光调节力的影响 被引量:3
12
作者 朱海丰 方志良 +1 位作者 刘永基 张昊 《应用光学》 CAS CSCD 2007年第1期109-114,共6页
首先以Hw ey-Lan L iou眼模型为基础,根据等效性原则,保持该眼模型中自然晶状体屈光度不变,对无穷远点成像。然后利用ZEMAX实现光线追迹的方法,将自然晶状体替换为可调节人工晶状体(accomm odative intraocu lar lens,A IOL),结合对人... 首先以Hw ey-Lan L iou眼模型为基础,根据等效性原则,保持该眼模型中自然晶状体屈光度不变,对无穷远点成像。然后利用ZEMAX实现光线追迹的方法,将自然晶状体替换为可调节人工晶状体(accomm odative intraocu lar lens,A IOL),结合对人眼成像质量影响的分析,研究了A IOL在眼内的移动度、材料、中心厚度、结构、光学面非球面性等因素对其屈光调节力的影响。结果表明:A IOL移动度对其调节力贡献最大,材料、中心厚度、结构对调节力基本无影响;具有非球面光学面的A IOL调节力相对较大。 展开更多
关键词 可调节人工晶体 屈光调节力 眼模型 光线追迹 成像质量
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一种确定角膜屈光术后人工晶体屈光度的新方法 被引量:4
13
作者 朱海丰 方志良 刘永基 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期55-59,共5页
提出了采用人工晶体(IOL)屈光度计算公式与光线追迹相结合的方法来预算准分子激光近视屈光矫正术后白内障术眼所需植入人工晶体(单焦点后房型)的屈光度。首先利用SRK-T计算公式根据角膜屈光术前的角膜测量参数确定人工晶体的植入位置,... 提出了采用人工晶体(IOL)屈光度计算公式与光线追迹相结合的方法来预算准分子激光近视屈光矫正术后白内障术眼所需植入人工晶体(单焦点后房型)的屈光度。首先利用SRK-T计算公式根据角膜屈光术前的角膜测量参数确定人工晶体的植入位置,然后利用术后的角膜切削区光学参数,通过光线追迹的方法给出所需植入人工晶体的屈光度值。以Hwey-Lan Liou眼模型的角膜光学参数为基础,取眼轴长度为27mm,当近视屈光矫正度从3D到9D变化时,所需植入的人工晶体屈光度从16.99D增大到25.98D,表征该计算方法误差的Do与DN差值从0.12D增大到0.63D,均值为0.36D,与Jaime Aramberri计算法所获得的临床数据结果0.43D相当。该计算方法简单,准确。 展开更多
关键词 准分子激光 屈光矫正度 人工晶体 光线追迹 角膜切削区
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基于人眼视觉的对不良照明图像的二值化方法(英文) 被引量:4
14
作者 赵立龙 方志良 顾泽苍 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1301-1305,共5页
提出一种新的基于视觉特性的自适应阈值分割方法.利用人眼视觉对比敏感度特性把图像块分成两类,分别借助OTSU算法和模拟人眼识别过程的多尺度模糊隶属方法实现对这两类具有不同灰度特性图像块的自动阈值分割.实验结果表明,使用该方法能... 提出一种新的基于视觉特性的自适应阈值分割方法.利用人眼视觉对比敏感度特性把图像块分成两类,分别借助OTSU算法和模拟人眼识别过程的多尺度模糊隶属方法实现对这两类具有不同灰度特性图像块的自动阈值分割.实验结果表明,使用该方法能够有效的克服不良照明的影响,还原图像的原本特征信息,二值化效果较好. 展开更多
关键词 图像分割 人眼视觉 自适应阈值 二值化
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一种新型复合摄像物镜的设计 被引量:5
15
作者 杨皓明 王灵杰 冯秀恒 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期486-491,共6页
讨论了一种新的双高斯型与Topogon型复合的光学系统。新型结构是在传统结构的基础上,于光阑附近增加一个光焦度不大的负薄透镜,降低了系统的高级负球差,减小量为-0.079 4,而增加的-0.110 7的高级负像散与初始设计的高级正像散抵消,并产... 讨论了一种新的双高斯型与Topogon型复合的光学系统。新型结构是在传统结构的基础上,于光阑附近增加一个光焦度不大的负薄透镜,降低了系统的高级负球差,减小量为-0.079 4,而增加的-0.110 7的高级负像散与初始设计的高级正像散抵消,并产生了-0.068 2的高级负场曲抵消原有的正场曲,使像散和场曲的校正得到明显改善,成像质量显著提高,特别是1视场MTF从0.112提高到0.493。 展开更多
关键词 摄像物镜 折射 光学设计
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三次位相板编码系统的频率信噪比分析 被引量:1
16
作者 杨皓明 张新 +5 位作者 方志良 雷广智 许英朝 张欣 张建萍 何锋贇 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1412-1415,共4页
建立了一个基于新型光学/数字成像系统(三次位相板编码系统-CPP系统)的信噪比模型.该模型主要考虑了读出噪音及散粒噪音两种探测器噪音,同时加入光学系统调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)的影响,考虑不同空间频率下噪音... 建立了一个基于新型光学/数字成像系统(三次位相板编码系统-CPP系统)的信噪比模型.该模型主要考虑了读出噪音及散粒噪音两种探测器噪音,同时加入光学系统调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)的影响,考虑不同空间频率下噪音对信号的影响,推导出频率信噪比模型.利用该模型对一个光学/数字成像系统进行信噪比分析,结果表明,利用该模型进行分析后此光学系统可达到的理论焦深扩展范围为5个波长. 展开更多
关键词 信噪比 MTF 位相板 成像系统
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