1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院,北京 100039
针对LED光谱分布可调光源对LED寿命以及光谱一致性的要求,对可见光和近红外波段的29种LED分别进行200 h的电流加速老化试验,并提出LED光谱一致性筛选算法。老化试验结果表明：峰值波长为385 nm、400 nm 和420-1 nm 3种LED的辐射通量平均衰减分别为24.8 %、10.7 %和25.6 %,不能用于LED光谱分布可调光源；剩余的26种LED的辐射通量平均衰减量均低于3.5 %,可作为光谱分布可调光源的内部光源。LED光谱一致性筛选算法以LED光谱数据为基础,计算同类LED间的相对光谱偏差,26种LED的相对光谱偏差均小于4.5 %,保证了所筛选出LED的光谱一致性。
光谱分布可调 发光二极管 筛选 spectrum-tunable LED screening
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
为了选择合适的低温红外目标模拟光学系统, 针对国内现有离轴三反射光学系统多存有弧矢视场较大, 子午视场很小的问题, 本文基于光学系统对称性法则, 设计了子午和弧矢都为5°, 波长为3~5 μm的矩形双向大视场离轴三反系统, 其焦距为400 mm, F#为8。利用光学系统结构参数和反射镜的非球面系数, 调整三镜的偏心及倾斜来消除畸变及其它像差, 系统光学传递函数在6.5 lp/mm时优于0.71, 全视场均方根波像差达到λ/250, 均方根最大弥散斑半径不超过7.0 μm, 达到衍射极限。另外, 系统在各个谱段全视场范围内的最大畸变量小于0.04%。设计的系统可用于红外及可见波段,成像质量均良好。
红外目标模拟 光学设计 离轴三反射系统 大视场 消畸变 infrared target simulation optical design off-axis Three Mirror Anastigmatic(TMA) system wide field eliminating distortion 光学 精密工程
2012, 20(12): 2619
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
基于离轴三反光学系统(TMA)的一般设计方法, 总结了设计要点。以两个基于三反光学系统的设计为实例, 阐述了通过合理地安排光学结构、将次镜设计为球面反射镜、主镜和三镜在球面基础上改变高次非球面系数等, 可使离轴三反光学系统的设计结果接近衍射极限, 传递函数在50 lp/mm时都接近0.6, Strehl率由通常的0.91提高到0.93。与传统离轴三反系统相比, 相机加工公差和面形加工公差从原来的λ/50放宽到λ/40, 主、次、三镜的装调公差放宽了4倍。文中的设计降低了相机的加工及装调难度, 有助于系统光学特性实现衍射极限, 为三反光学系统的广泛应用提供了借鉴和实用参考。
空间光学遥感器 光学设计 离轴三反光学系统 光学加工 光学装调 space borne remote sensor optics design off-axial Three-mirror Anastigmat(TMA) system optical manufacture optical assembling 光学 精密工程
2011, 19(12): 2837
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院, 北京 100039
采用溴钨灯和恒流驱动的LED混合作为积分球内部光源, 提出了模拟退火算法作为光谱匹配算法, 研究了光谱分布可调谐积分球光源的光谱匹配技术。仿真实验表明, 该混合光源完全能够定量地模拟CIE-D65和等能光谱分布, 且在辐射功率优于LED模拟结果的前提下, LED的数量分别减少79.8%和82.9%, 平均相对误差分别减小10%和40.5%。给出了380~900 nm波段最大输出辐亮度不低于50 W/(m2·sr)的直径为0.5 m的光谱分布可调谐积分球光源的混光方案。实验表明, 模拟退火算法和恒流驱动方案可应用于光谱分布可调谐积分球光源的工程实践。
溴钨灯 积分球光源 可调谐光谱分布 光谱匹配 LED LED bromine tungsten lamp integrating sphere light source spectrum-tunable spectral matching
1 西安工业大学 光电工程学院, 西安 710032
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 检测中心, 长春 130033
针对外场条件下因大气环境影响导致多光轴平行性误差的问题, 设计了一种可见光、1.06μm激光及8~12μm的长波红外多光轴平行性测试的光学系统, 系统采用卡塞格林系统为共光路并以可见光为基准光轴。卡塞格林系统的主次镜均采用双曲面校正球差及慧差, 添加校正透镜减小了轴外像差。设计结果表明, 该光学系统成像质量达到了衍射极限, 在大气环境中的光学性能满足要求, 保证了外场多光轴平行性测试。
多光轴 光轴平行性 光学设计 卡塞格林系统 multi axial system optical axes parallelism Cassegrain system optical design
1 西安工业大学光电工程学院，陕西 西安 710032
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所检测中心，吉林 长春 130033
将衍射面和塑料非球面元件引入到传统的Petzval 型球面系统中，设计了含有1 个衍射面和1个塑料非球面元件的5 片单管双目式微光夜视物镜，并分析了塑料元件的热效应影响,计算了衍射面的加工工艺参数。该物镜具有长焦距、大相对孔径、小畸变的特点；在物距L＝∞和L＝10m、空间频率为40 lp/mm 时，轴上传递函数≥0.70，轴外传递函数≥0.50，全视场畸变≤0.40%；光学总长由传统物镜系统的128 mm 缩短为110 mm，重量仅为190 g，减少为传统物镜的62.5%，适用于夜间瞄准与测量。
微光夜视仪 光学设计 衍射面 塑料非球面 low-light-level night vision optical design hybrid refractive-diffractive system aspherical plastic surfaces
1 同济大学,物理系,非球面光学实验室,上海,200433
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室,吉林,长春,130022
在反射光学系统中大多采用凸非球面,但凸非球面的加工和检验一直是比较困难的问题.利用透射凸二次非球面具有自消像差的能力,从三级像差理论出发,提出了凸二次非球面的透射式自准检验和反射式自准检验两种方案,解决了采用Hindle球检验口径过大的问题.以某型号φ600R-C系统的凸次镜为例,分析了加工过程中的检验精度,并和Hindle球检验方法进行比较.结果表明,凸非球面的自准检验是一种切实可行的高精度检验方法.
光学检验 凸非球面 自准法检验 三级像差理论 精度分析 Optical testing Convex aspheric surface Autocollimating testing Third-order aberration theory Precision analysis
对双透镜无光焦度校正板和单一反射镜组成的光学系统进行了研究,利用三级像差理论分析了消像差条件,并得出了一组被证明是正确的公式.根据该公式可以求出光学系统的初始结构参量.对于在球面镜反射系统中,基于像差特性分析,得出了系统的最佳结构和双透镜无光焦度校正板中单透镜光焦度的最佳选择.
三级像差 双透镜无光焦度校正板 赛得尔像差系数 Third-order aberration Two-lens null corrector Seidel coefficients
1 中科院安徽光学精密机械研究所,安徽,合肥,230032
2 同济大学,非球面光学实验室,上海,200433
3 中科院长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室,吉林长春,130022
3透镜无光焦度校正板由3个单透镜组成,可以用来校正光学系统中其他光学元件引入的像差.本文运用三级像差理论分析了3透镜无光焦度校正板的像差特性,给出了一种求解3透镜无光焦度校正板参数的计算方法,得出了相应的计算公式,并通过具体的计算实例验证了这些公式的正确性.
三级像差理论 3透镜无光焦度校正板 初始结构参数 third-order aberration theory three-lens null corrector parameter of initial structure
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所,合肥,230031
2 同济大学物理系非球面光学实验室,上海,200433
3 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,长春,130022
讨论了由单一二次反射镜和放在其后的两透镜无光焦度校正板组成的光学系统的像差特性.根据像差理论分析了消像差的条件,研究了遮拦比和无光焦度校正板单透镜的光焦度对系统性能的影响,并给出了遮拦比和无光焦度校正板单透镜的光焦度的最佳选择范围.
三级像差理论 两透镜无光焦度校正板 third-order aberration theory two-lens null corrector obscuration ratio
