1 凯迈(洛阳)测控有限公司，河南洛阳 471009
2 中国空空导弹研究院，河南洛阳 471009
研究了双组联动长波红外连续变焦光学系统设计，设计了工作波段为 7.7 .m～9.5 .m，焦距为 30 mm～360 mm，F数为 2.24的双组联动连续变焦光学系统，设计结果表明，成像质量好，在 33 1p/mm空间频率处的调制传递函数值均超过 0.15。
长波红外 双组联动 光学设计 连续变焦 long wave infrared，double-linkage，optical design
1 凯迈(洛阳)测控有限公司, 河南 洛阳 471009
2 洛阳师范学院 物理系, 河南 洛阳 471022
基于一阶波恩近似, 研究了部分空间相干平面光经准均匀介质的散射特性, 得到了远场散射光谱强度和光谱相干度的解析表达式。讨论了入射光的空间相干性和介质特性对散射场光谱强度和光谱相干度的影响。比较了入射光是完全相干光和部分相干光时, 散射场光谱强度和相干度的区别。研究结果表明: 入射光的空间相干性对散射场光谱强度的分布有重要影响; 随着入射光空间相干长度的增大, 光谱宽度减小; 光谱相干度随着入射光束腰宽度或介质有效半径的增大而减小。当准均匀介质的有效半径和相干长度、入射光的空间相干长度满足一定条件时, 散射光是完全相干光。
散射 部分空间相干光 准均匀介质 光谱强度 光谱相干度 scattering spatially partially coherent light quasi-homogeneous medium spectral density spectral degree of coherence 红外与激光工程
2017, 46(8): 0818003
1 中国空空导弹研究院凯迈测控有限公司，河南 洛阳 471009
2 中国空空导弹研究院，河南 洛阳 471009
研究了大视场大相对孔径长波红外机械无热化光学系统的设计， 设计了8 ～ 12 m波段内F数为0.8、温度在－40 ～ 60℃范 围内无热化的光学系统。结果表明，该系统结构简单，像质好，在空间频率20 lp/mm处的 光学传递函数值大于0.5。
光学设计 红外光学 无热化 optical design infrared optics athermalization
1 中国空空导弹研究院, 河南 洛阳 471009
2 洛阳师范学院 物理与电子信息学院, 河南 洛阳 471022
为了提高CCD 的灵敏度, 制造商在CCD 上增加微透镜阵列以提高其量子效率。由于微透镜对光线有汇聚作用, 要求像方光线入射角不能太大。普通镜头需增加后截距来减小光线像方入射角度, 使总长度增长, 且效果并不理想。本文提出采用像方远心光路设计航拍数码相机镜头, 使镜头边缘视场的像方光线都几乎以0°出射, 解决了带微透镜阵列的数码相机对光学镜头的特殊要求。通过像方远心光路设计的光学镜头与普通光学镜头对比, 证明了采用像方远心光路设计的镜头具有分辨率高, 像面照度均匀性好, 长度短, 重量轻等优点。
光学镜头 像方远心光路 微透镜阵列 量子效率 optical lens telecentric beam path microlens array quantum efficiency
1 中国空空导弹研究院， 河南 洛阳 471009
2 洛阳师范学院物理与电子科学系， 河南 洛阳 471022
研究了双波段/双视场红外光学系统的设计，设计了双波段/双视场红外光学系统，引入衍射光学实现双波段成像，采用移动单个透镜实现视场切换。结果表明，该系统可以实现焦距为37mm/100mm，工作波段为3.7～4.3 μm/8～12 μm 的双波段/双视场光学系统，F 数为1.2，在空间频率20 lp/mm处的光学传递函数值＞0.5。应用结果表明，该系统结构简单，像质好。
双波段/双视场光学系统 光学设计 红外光学 dual-band/dual-filed optical system optical design IR optics
论述了通过景深分析和无热化设计实现无调焦光学系统的原理。基于长波大面阵（640×512）非制冷探测器，设计了同时适应物距变化（15 m～100 m）及温度变化（－55℃～＋70℃）的无热红外光学系统，焦距33 mm，F 数1.3。设计结果表明，该系统在宽温度范围内具有良好的消热差性能，并且完全覆盖目标物距范围，从而实现了无调焦的要求，提高了系统操作性和可靠性。
景深 衍射元件 无热化 非制冷红外光学系统 depth of field diffractive element athermal uncooled infrared optical system
讨论了折射/衍射红外鱼眼镜头的设计.设计出工作波段为8~12 μm,全视场为240°的折衍混合的红外鱼眼镜头光学系统.采用反远距结构,能够很好地解决超广角镜头的轴外像差和边缘像面照度问题.结果表明：系统结构简单,体积很小、后工作距离大,成像质量好,在截止频率11 lp/mm处的调制传递函数值大于0.5.
鱼眼透镜 光学设计 红外光学 衍射光学 Fisheye lens Optical design IR optics Diffractive optics
西北工业大学理学院光信息科学与技术研究所,陕西省光信息技术重点实验室, 陕西 西安 710072
应用全矢量频域有限差分法,分析了所提出的一种高双折射光子晶体光纤的模式截止、损耗、模场半径及数值孔径等特性。数值模拟结果表明,通过设置合适的结构参量,可使这种高双折射光子晶体光纤在保持模式双折射为10-3量级的前提下,能够在600～1800 nm波长范围内保持单模传输,并且限制损耗可低于10-4 dB/m量级,同时还可以获得较大的数值孔径,因而聚光能力增强。此外,通过采用高斯曲线拟合基模的模场分布,得到的模场半径与实际模场半径吻合得很好。
光子晶体光纤 截止特性 限制损耗 频域有限差分
西北工业大学理学院光信息科学与技术研究所,陕西省光信息技术重点实验室, 陕西 西安 710072
综合运用弯曲光纤的等效直光纤模型、全矢量频域有限差分法及各向异性完全匹配层吸收边界,计算了两种类型(折射率引导型和带隙型)光子晶体光纤(PCF)的弯曲损耗。通过数值模拟弯曲损耗随弯曲半径的变化关系,证实了两种光子晶体光纤均具有弯曲损耗振荡特性。进而分析了两种光子晶体光纤弯曲损耗振荡的产生机理并给出了与损耗峰对应的包层模式。结果表明,振荡的产生源于基模与包层模式的耦合,其中,折射率引导型光子晶体光纤的弯曲损耗振荡机理类似于传统双包层光纤,带隙型光子晶体光纤弯曲损耗振荡的产生则是两种不同类型的包层模式共同作用的结果。
光纤光学 光子晶体光纤 弯曲损耗振荡 频域有限差分法 完全匹配层
西北工业大学理学院光信息科学与技术研究所,西安,710072
提出了一种适合于高灵敏度气体传感器的新型光子晶体光纤结构.采用全矢量频域有限差分方法,研究了基于不同结构光子晶体光纤的气体传感器的相对灵敏度.由全矢量频域有限差分法,通过直接求解由麦克斯韦方程组导出的标准特征值方程,可以得到光纤中可能存在的不同模式的传播常量、电场分布和磁场分布.分别给出了三种不同结构光子晶体光纤在波长为1.3312 μm处,与结构参量变化对应的相对灵敏度变化以及在不同波长情况下的相对灵敏度变化.结果证明,该新结构具有较其它代表性的折射率引导型光子晶体光纤结构更高的灵敏度,特别适合作气体传感器.
光子晶体光纤(PCF) 频域有限差分(FDFD) 相对灵敏度 气体传感器
