对地观测任务“远红外出射辐射认知和监测(Far-infrared Outgoing Radiation Understanding and Monitoring, FORUM)”在2019年被选定为欧洲空间局(European Space Agency, ESA)“生命的行星计划”中“地球探测器”的第9个任务。FORUM任务的目标是测量大气平流层和对流层在100~1600 cm-1(即6.25 ~100 m)范围内的远红外发射光谱，其红外有效载荷包括非成像的傅里叶变换光谱仪——FORUM探测仪(FORUM Sounding Instrument, FSI)和FORUM嵌入式成像仪(FORUM Embedded Imager, FEI)。在A/B1阶段方案研究期间，ESA分别投资了两个团队,开展了A、B两个方案研究。空客防务航天公司(Airbus Defence and Space GmHB, ADS)牵头A方案，泰雷兹阿莱尼空间英国有限公司(Thales Alenia Space Ltd-UK, TAS-UK)牵头B方案。本文重点介绍了TAS-UK的B方案中FSI和FEI两台红外有效载荷在B1阶段进行的设计及关键技术研究状况。
远红外辐射监测 红外有效载荷 红外遥感仪器 far-infrared radiation monitoring infrared payload infrared remote sensing instrument
1 南昌航空大学 无损检测技术教育部重点实验室，江西 南昌 330063
2 南昌航空大学 测试与光电工程学院，江西 南昌 330063
飞秒激光脉冲与气体等离子体作用可以产生宽带、强的太赫兹脉冲辐射。采用一种缓慢上升、快速下降的飞秒激光脉冲与气体等离子体作用产生太赫兹辐射，并基于等离子体电流模型计算了这种太赫兹辐射的特性。由于这种特殊整形的激光脉冲能够对电子的加速产生较大的速度，从而可以产生较大的等离子体电流和较强的太赫兹辐射。计算结果显示：尽管这种特殊整形的飞秒激光脉冲能量有所损失，它能够比普通双色飞秒激光脉冲产生更强、更宽的太赫兹脉冲辐射。该项研究为基于激光等离子体作用的太赫兹辐射源提供了新的思路。
太赫兹 整形激光脉冲 气体等离子体 terahertz shaped laser pulse gas plasma 红外与激光工程
2022, 51(5): 20210361
1 北京理工大学光电学院, 北京 100081
2 北京市混合现实与新型显示工程技术研究中心, 北京 100081
视网膜投影显示(RPD)是头戴显示器(HMD)领域的一个研究热点,能够克服传统HMD辐辏聚焦矛盾(VAC)。为了使RPD小型便携化,以微机电系统(MEMS)扫描镜作为空间光调制器(SLM)设计制造了折反式激光RPD系统。首先,介绍了辐辏聚焦矛盾,分析了RPD的基本原理。通过传统的RPD光路结构,实验验证了以MEMS激光扫描投影作为图像源的麦克斯韦观察法原理的可行性,分析并解决了黑斑问题。接着,完成了RPD系统的光学设计,分析评价了系统的性能。最后,制造出小型便携式的原型机,原型机瞳距可调,视场角为30°(H)×22°(V),无畸变,并通过实验对其显示效果进行了验证。
光学设计 头戴显示器 视网膜投影显示 辐辏聚焦矛盾 折反式光学系统 光学学报
2017, 37(12): 1222001
北京理工大学光电学院北京市混合现实与新型显示工程技术研究中心, 北京 100081
提出了一种采用液体透镜(LTL)补偿人眼屈光度变化的新型眼底相机光学系统，应用高斯括号法推导了液体透镜光焦度与人眼屈光度的函数关系式，计算并搭建了包含人眼模型的眼底相机近轴光学系统。在优化过程中控制人眼瞳孔位置与液体透镜共轭并保证位于它们之间的光学系统放大率接近1，使成像光束能够通过液体透镜；光源与角膜共轭，采用环形光源结合偏振光照明，并在探测器前加入检偏器降低系统杂光。设计并研制了视场角为50°、物方工作距为40 mm、总长小于220 mm的便携式眼底相机光学系统，拍摄了不同屈光度状态下的模型眼在采用液体透镜和不采用液体透镜补偿的眼底图片，结果表明：通过液体透镜的电控变焦能对-10 D～+10 D(1 D=1 m-1)的人眼清晰成像。该系统结构紧凑、无机械运动部件，大幅降低了光机系统的复杂程度。
光学设计 眼底相机 液体透镜 高斯括号 光学学报
2014, 34(11): 1122001
