反射式柱面光學系統(tǒng)設計及優(yōu)化

利用雙層衍射元件設計了一款折衍混合投影式頭盔光學系統(tǒng)。系統(tǒng)的衍射效率在可見光波段>90%,提高了像面圖像的對比度,增加了色彩真實性。在出瞳距離為25mm,出瞳直徑為10mm條件下,系統(tǒng)的視場角為50°,有效焦距為32mm,直徑為19.2mm,重量為7.8g,繼承了投影式頭盔光學系統(tǒng)的輕小性特征;調制傳遞函數(shù)(mtf)在38lp/mm時,邊緣視場達到0.3以上,中心視場達到0.6,充分滿足2.8cm(1.1in)彩色lcd微顯示器的sxga顯示模式;系統(tǒng)垂軸色差為8.2μm,場曲為0.4m-1,畸變?yōu)?%,成像質量滿足虛擬環(huán)境和可視化訓練要求。文中給出了雙層衍射元件的二元面特征曲線,每周期刻蝕八個臺階時,最小特征尺寸為6.3μm,且易于加工實現(xiàn)。

目錄 v 目錄 摘要............................................................................................................................i abstract....................................................................................................................iii 第1章引言............................................................................................................1 1.1課題研究背景

為滿足雙目頭盔顯示器對大視場的要求,對它進行了改進。設計了以微液晶顯示器為圖像源,有效焦距為35mm,出瞳距離為23mm,出瞳直徑為12mm,視場角為40°的頭盔投影顯示器。該系統(tǒng)由一組雙高斯透鏡,一個半透半反鏡和一個回射屏組成?；厣淦恋氖褂檬闺p目設計的視場有效提高,畸變明顯降低;衍射面的引入,使系統(tǒng)在尺寸和重量上有明顯的減少,像質進一步提高。該系統(tǒng)投影鏡頭部分重量僅為6.8g,最大鏡頭直徑為16.8mm,完全滿足雙目設計的要求。目視系統(tǒng)中需重點校正的像散和垂軸色差的最大值分別為0.32mm和13.1μm,最大畸變不足0.1%。選用分辨率為1024×768、像素尺寸為25μm的圖像源,系統(tǒng)分辨率滿足圖像源的要求。

針對一種新型的聲光波干涉測量技術,對聲光柵正弦結構光投射器的三維測量工作原理進行了系統(tǒng)的分析,討論了影響投射器光學系統(tǒng)結構的因素和影響接收屏上的光照度的因素,并進行了光學系統(tǒng)設計。在優(yōu)化設計過程中,采用了限制光線最大入射角的方法,達到控制投射系統(tǒng)的球差和保證接收屏上照明均勻的要求。所設計的聲光柵正弦光投射器具有很好的成像質量。應用該系統(tǒng)對在500mm處的石膏像上投射干涉條紋,可以得到能量比較均勻、變形量很小的干涉條紋圖,利用該條紋圖和相關的算法可以對具有復雜幾何形狀的物體進行有效的三維測量。

編號 本科生畢業(yè)設計 空間光通信光學系統(tǒng)設計 thedesignofopticalsystemofspatialopticalcommunication 學生姓名 專業(yè)測控技術與儀器 學號 指導教師 學院光電工程學院 二〇一一年六月 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)承諾書 1．本人承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文）《空間光通信光學系統(tǒng) 設計》，是認真學習理解學校的《長春理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 工作條例》后，在教師的指導下，保質保量獨立地完成了任務書中規(guī) 定的內容，不弄虛作假，不抄襲別人的工作內容。 2．本人在畢業(yè)設計（論文）中引用他人的觀點和研究成果，均 在文中加以注釋或以參考文獻形式列出，對本文的研究工作做出重要 貢獻的個人和集體均已在文中注明。 3．在畢業(yè)設計（論文）中對侵犯任何方面知識產權的行為，由 本人承擔相應的法律責任。 4．本人完全了解學校關于保

收稿日期：2013－04－15 摘要：led以其體積小、控制靈活、光色純、耐震動、啟動時間快，在功耗、壽命以及以及環(huán)保方面均有不可比擬的優(yōu)越性； 廣泛應用于照明產品之中，地位舉足輕重，更成為新一代摩托車光源技術的首選。如何設計led摩托車前照燈的關健部件光學 系統(tǒng)組件，成為了摩托車前照燈產品上利用led光源的一個主要研究課題。 關鍵詞：雙層透鏡led發(fā)光裝置；近光燈設計；遠光燈設計；摩托車前照燈配光設計 中圖分類號：u483.03文獻標識碼：a文章編號：1009－9492(2014)01－0045－05 opticalsystemdesignofledmotorcycleheadlamps wumin-qiang （guangzhoutigerfirelightingtechnologycorporation，guangzho

提出了一種基于非球面固定校正元件的橢球形窗口光學系統(tǒng)設計方法。結合廣義科丁頓公式及幾何光學原理,推導出非球面校正元件的像散表達式,在此基礎上,以消像散和正弦條件作為非球面校正元件像差評價參數(shù),采用最小二乘法擬合出滿足消像散及彗差的非球面面形方程。并建立以澤尼克(zernike)多項式特殊優(yōu)化函數(shù)取代傳統(tǒng)的光學系統(tǒng)評價函數(shù),克服了采用傳統(tǒng)光學設計方法設計橢球形窗口光學系統(tǒng)時系統(tǒng)評價函數(shù)收斂緩慢的問題。成像光學系統(tǒng)設計時通過比對不同材料匹配實現(xiàn)了光學系統(tǒng)的無熱化。給出了完整的橢球形窗口光學系統(tǒng)的設計,設計結果表明,系統(tǒng)的調制傳遞函數(shù)在整個掃描視場范圍內接近衍射極限。

課程設計 20011年06月25日 設計題目 學號 專業(yè)班級 指導教師 學生姓名 劉志健李保生 測量顯微鏡 張靜 20080302 光信息08-3班 光學系統(tǒng)設計實驗報告 姓名：張靜學號：20080302班級：光信息08—3班 光學顯微鏡設計 根據(jù)學號得到自己設計內容的數(shù)據(jù)要求： 1.目鏡放大率10(即焦距25） 2.目鏡最后一面到物面距離110 3.對準精度1.2微米 按照實驗步驟，先計算好外形尺寸。然后根據(jù)數(shù)據(jù)要求選取 目鏡與物鏡。 我先做物鏡。因為這個鏡片比較少。按物鏡放大率選好 物鏡后，將參數(shù)輸入。簡單優(yōu)化，得到比較接近自己要求的 物鏡。 然后做目鏡，同樣的做法，這個按照焦距選目鏡，將參 數(shù)輸入。將曲率半徑設為可變量，調入默認的優(yōu)化函數(shù)進行 優(yōu)化。發(fā)現(xiàn)“優(yōu)化不了”，所有參數(shù)均沒有變化。而且發(fā)現(xiàn) 把光源放在“焦點”位置，目鏡出射的不是平行光

基于非成像光學設計的自由表面光學系統(tǒng),對提高以led為核心的固態(tài)半導體照明的性能起著至關重要的作用。文章提出了簡化模型模擬一次封裝白光led光源的色溫角分布特性,并研究了自由表面光學系統(tǒng)對該色溫角分布特性的影響。仿真與實驗結果都表明,自由表面光學系統(tǒng)可以明顯改善白光led光源的色溫角分布不均勻特性。

在大截面?zhèn)飨袷爸霉鈱W物鏡設計中,采用“負-正”型式的像方遠心光路結構,很好地解決了鏡頭軸外像差校正和像面照度均勻性問題,同時使鏡頭結構緊湊、小型化。給出了前置物鏡設計實例:工作波長0.8~1.1μm,焦距5mm,相對孔徑為1:3.84,光學長度為47mm,視場角為60°。在光學耦接鏡設計中采用物方遠心光路結構,引入二元光學透鏡,通過理論計算和zemax光學軟件優(yōu)化,給出工作波長0.8~1.1μm,焦距33.6mm,光學長度為63.5mm,采用一個衍射面的耦接鏡設計實例。該設計結果適用于單絲直徑16μm,截面直徑6mm的光纖傳像束。

為了提高地球模擬器張角標定中整體測試精度,本文從紅外探頭設計要求、紅外光學系統(tǒng)光學設計等方面對地球模擬器張角標定的關鍵部件—小視場紅外探頭進行了深入分析,并設計出一種小視場紅外探頭用紅外光學系統(tǒng),有效解決了因視場太小造成的信噪比過低,而引起整體測試精度降低的難題,提高了張角標定的精度。

為了在工業(yè)檢測中實現(xiàn)可見光探測向近紫外和近紅外波段的拓展,在消色差和消熱差的要求下,完成了300～1100nm寬波段光學系統(tǒng)設計,并進行了工業(yè)檢測樣機研制.為了獲得足夠的后工作距,系統(tǒng)采取反遠距的結構型式,并在后工作距內放置鍍膜棱鏡進行三路分光,分別實現(xiàn)近紫外、可見光和近紅外成像.通過合理選擇透鏡材料來達到消色差要求,采用移動透鏡來完成消熱差設計.系統(tǒng)視場為±3.5°,焦距為66.5mm,f/#為3.3,后工作距為63mm,總長132mm.結果表明:系統(tǒng)在50lp/mm處的mtf均大于0.3,在-10～+50℃溫度范圍內保持良好成像,成像質量滿足實用要求.所研制樣機在實驗中獲得滿意結果.系統(tǒng)通過寬波段探測增大了目標信息獲取量,在工業(yè)檢測和農業(yè)檢測領域具有巨大優(yōu)勢.

燈具光學系統(tǒng)設計在照明節(jié)能減排中的作用 宋剛王建 通用電氣照明有限公司上海201203 摘要：

基于cmosaps的星敏感器是適應航天技術微型化的發(fā)展而產生的新一代姿態(tài)敏感器。結合星敏感器系統(tǒng)幀頻以及探測信噪比閾值的要求,確定了合適的cmos探測器件以及光學系統(tǒng)的通光孔徑、焦距、工作光譜范圍和中心波長等主要參數(shù)。分別基于球面和非球面,在zemax平臺上實現(xiàn)了具有良好像質的大孔徑(f/1.198)、大視場(22.6°)、寬光譜范圍(0.5～0.8μm)的兩種光學系統(tǒng)的結構設計,滿足了對彌散斑、能量集中度、畸變等的特殊要求。

隨著大功率led光源和照明技術的發(fā)展,led已經廣泛地應用于照明領域,這也給燈具的配光設計帶來了新的挑戰(zhàn)。從led光源應用于鐵路信號燈的實際要求出發(fā),對led鐵路信號燈的光學系統(tǒng)和燈具的配光進行了研究,設計出了一種透鏡型的光學結構,并通過光學軟件tracepro進行了模擬仿真,從而達到了鐵路信號燈要求的光強度和光束散角。

一種LED可變焦成像燈的光學系統(tǒng)

光學系統(tǒng)的計算機輔助裝調(caa)技術自20世紀80年代提出,從90年代開始在各個國家得到發(fā)展并逐漸運用到各個領域。在此簡要介紹了計算機輔助裝調技術及其裝調過程,并推導了caa的數(shù)學模型。通過廣泛調研國內外計算機輔助裝調的發(fā)展與應用,比較了各國成功應用caa技術完成的裝調。分析了目前國內caa技術的發(fā)展狀況,對傳統(tǒng)裝調方法和caa方法的適用情況做了比較,為我國計算機輔助裝調提供借鑒。

led光源不僅體積較小、便于攜帶,而且其顯色性好,能效較低、污染小、效率高、壽命長,為微投影技術的發(fā)展解決了光源難題。然而,led光源功率較低,限制著投影的范圍,并且其三基色所形成的圖像與原圖存在一定的差距。led光源的這些不足,需要在以后的發(fā)展中進行突破,以更好地滿足微投影技術的發(fā)展需求。

為了提高大功率led在汽車尾燈中的應用水平,提出一種基于自由曲面的大功率led汽車尾燈光學系統(tǒng)設計方法。利用該方法進行汽車尾燈設計,無需在光學系統(tǒng)中額外配備透光鏡,可根據(jù)汽車尾燈的功能設計出既相互獨立又協(xié)調統(tǒng)一的曲面反射鏡,光能利用率高,且易于控制光強和反射角度。為大功率led汽車尾燈的設計提供了重要參考。

對現(xiàn)有l(wèi)ed礦燈光學系統(tǒng)的結構和聚光性能進行比較研究,提出了一種新型的礦燈光學系統(tǒng),以滿足實際配光的需求。新系統(tǒng)由自由曲面折射器和自由曲面反射器組合構成,折射器中的鋸齒形曲面用于減小體積。研究結果表明,新系統(tǒng)聚光性能高,光照度均勻,光斑大小適中,結構緊湊,且可節(jié)約成本,滿足井下工作要求。

某機平顯CRT光學系統(tǒng)設計

介紹機載高亮度crt電子光學系統(tǒng)的設計,分析并驗算了主聚焦系統(tǒng)和發(fā)射系統(tǒng)的性能和參量,對槍體結構設計也作了介紹。