针对多目标和伪随机编码激光半主动末制导，以及快速目标测距等应用环境的需求，设计了百赫兹百毫焦全固态纳秒激光器，旨在实现一体化、小型化和实用化样机要求。基于模块分时泵浦方式，有效降低单位体积激光工作物质及其泵浦源的散热压力，同时采用非稳激光谐振腔技术，提升出射激光光束质量，最后将2路谐振激光通过偏振控制合为1束，实现了1束高光束质量的百赫兹百毫焦纳秒脉冲激光输出，一体化样机质量仅15.5 kg。在工作频率100 Hz时，输出激光平均能量112 mJ，能量稳定性优于±9%，脉冲宽度10.8 ns，光束质量达到了11 mm·mrad，满足多目标和伪随机编码激光半主动末制导，以及快速目标测距对激光光源的需求。
1 西安应用光学研究所, 陕西 西安 710065
2 西安邮电大学, 陕西 西安 710121
双波段共孔径相机可兼顾近红外和可见光两者优势, 即能保证丰富色彩信息的获取, 也可充分利用近红外探测较好的穿雾和高灵敏度弱光探测能力。设计了工作波段为450 nm～650 nm和750 nm～900 nm的双波段共孔径相机, 其视场角为35°×20°, F数为1.5, 采用全球面复杂化双高斯结构。设计结果表明: MTF>0.4(@50 lp /mm), 系统弥散斑<10 μm, 畸变<3％, 可满足指标要求。
光学设计 双波段共孔径相机 双高斯结构 大相对孔径 中等视场 optical design dual-band common aperture camera dual Gauss structure large relative aperture medium field of view
大孔径红外光学系统往往易受自重和环境温度影响造成像质恶化, 引入自适应光学技术的红外自适应系统能够很好地解决该问题, 为此设计了一个用于Hartmann-Shack波前检测的红外自适应光学系统。重点设计了10×可见光与中波红外双波段望远镜, 物镜为卡赛格林反射物镜组, 无需消色差, 在可见光与中波红外2个波段实现了消色差目镜设计; 还设计了红外成像中继光学系统, 可实现100%冷光阑效率, 并补偿望远镜在中波红外波段的残余像差, 使最终设计的光学系统MTF接近衍射极限, 达到了0.5以上, 满足设计指标要求。
双波段 可见光 中波红外 自适应光学 dual-waveband visual mid-infrared adaptive optics
针对长焦距小型化电视的设计要求，采用摄远型光学结构压缩系统的轴向尺寸，使摄远比达到了0.53，并对系统进行了消杂光及光机无热化设计，通过合理地设置光阑减少系统的杂散光，选择合适的结构材料与光学材料相匹配，在整个工作温度范围（-40 ℃～+65 ℃），像面漂移量在焦深范围内，20 lp/mm时系统的MTF在0.7以上，点列斑4.7 μm，小于探测器的像元尺寸6 μm，光轴稳定性达到了0.04 mrad，系统无需调焦便可满足高低温等恶劣环境下的像质和光轴稳定性要求。试验结果表明：探测和识别特定目标距离均达到了指标要求。
长焦距 无热化 电视 光机系统 long focal length athermalization TV sight optomechanical system
中波红外宽带通滤光膜通常膜系层数多，膜层总厚度非常大（厚度达到10 μm左右），膜层的镀制工艺难度较大。通过分析红外带通滤光片几种设计方法的特点，并结合实际镀制工艺技术，采用了长波通与短波通及非规整薄膜设计技术相结合的方法，设计了以锗材料为基底的中波3 μm～５ μm宽带通滤光膜。该设计大幅度降低了膜层的总厚度（约为8.65 μm），缩短了膜层的镀制周期，提高了膜层的牢固度；在膜层的镀制工艺过程中，通过改变薄膜材料的蒸发速率、修正蒸发硫化锌材料时电子枪的扫描方式、调整蒸发材料在坩埚中的装载方法，使膜层获得了优异的光谱性能，其通带平均透过率大于96%，截止区域的平均透过率小于1%。
宽带通滤光片 膜厚控制精度 膜层总厚度 broad band pass filter film thickness control accuracy total thickness of film layers
双组联动型变焦结构是由2个固连在一起的变倍组做线性运动，补偿组做非线性运动的变焦系统，兼有光学补偿和机械补偿两种特点，较易实现大的变倍比，系统长度较短且凸轮曲线较为平缓。求解变焦各组份高斯参数的出发点是保证变焦核能够实现所需变倍比的情况下，各个运动组份的位移之和为零且像面稳定。利用P∞W∞法与光学结构参数之间的关系确定各组份的半径和材料，最后利用CODEV软件设计出满足设计要求的初始结构。
双组联动 连续变焦 初始结构 高斯计算 CODEV软件 double linkage continuous zoom initial structure Gaussian calculation CODEV software
为了获得具有更高输出功率和良好光斑分布均匀性的半导体激光光源, 根据半导体激光优良的偏振特性, 利用偏振分光棱镜将2束大功率激光束合成为一束更大功率的光束, 通过一个发射系统投射。在光束合成前采用非球面光学系统对每个激光器慢轴方向的光束进行扩束, 使其与快轴方向光束发散角基本一致。实验证明, 此种半导体激光复合光源具有良好的光斑均匀性, 其输出功率是2个半导体激光器输出功率之和, 完全满足激光制导等军用系统对激光功率和光斑均匀性的要求。
半导体激光器 偏振分光棱镜 光束偏振合成 光束整形 semiconductor laser polarizing beam splitter beam polarized combination beam shaping
在完成激光扩束设计后，为了保证投射全程的光斑尺寸要求，需要输出几百甚至上千组镜组位移-束散角的对应数据。基于Isight的实验设计模块，利用code V的命令语句进行快速计算，在不到2h的时间里得出了想要的众多数据，较大地提高了效率，并且由于位移数据都是由软件进行修改，避免了人工操作可能产生的错误。
束散角 实验设计 批处理 divergence angle Isight Isight Design of Experiment BAT
