熊玉朋 1,2,3路文文 1,2,3黄铖 1,2,3陈付磊 1,2,3陈善勇 1,2,3,*
1 国防科技大学 智能科学学院 装备综合保障技术重点实验室，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学 智能科学学院 超精密加工技术湖南省重点实验室，湖南 长沙 410073
3 国防科技大学 南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
由共用镜坯、径向折叠的多个环带反射镜组成的成像系统具有紧凑化、免装调的特点。为确保各反射镜的面形精度和相互位姿精度，提出了计算全息（Computer Generated Hologram, CGH）补偿干涉测量方法。针对可见光/近红外成像需求，基于共轴折叠思路设计了环带四反射镜成像系统；应用金刚石车削工艺加工了多环带共体反射镜；重点针对其中共体的主镜、三镜和次镜、四镜分别设计了CGH补偿器，通过合理选择离焦载频和CGH轴向位置，有效分离了干扰衍射级次的鬼像，实现了多个反射镜面形与相互位姿误差的同步检测。干涉测量结果表明，多个反射镜同时达到接近零条纹状态，面形精度和相互位姿精度较高，且无鬼像干扰。系统对100 m远处目标探测实验表明，反射镜不需要额外装调即可实现良好成像，具有集成度高、研制周期短、成像质量高的优点。
可见光/近红外成像系统 折叠反射镜 干涉检测 计算全息 高次非球面 visible/near-infrared imaging system folded mirror interferometry CGH high-order aspheric surface 红外与激光工程
2023, 52(6): 20230175
1 国防科技大学智能科学学院装备综合保障技术重点实验室, 湖南 长沙 410073
2 超精密加工技术湖南省重点实验室, 湖南 长沙 410073
针对鸥翼型非球面面形检测的难题,提出了一种白光干涉拼接测量方案。基于白光显微干涉测量结合子孔径拼接的测量原理对扫描路径进行规划。搭建白光干涉拼接测量平台完成了对10 mm鸥翼型非球面的59个子孔径的高精度测量。利用同步子孔径拼接算法对测得的子孔径数据进行拼接,得到了全口径面形误差。开展了利用高精度轮廓仪和计算机生成全息图(CGH)补偿器对鸥翼型非球面面形进行检测的对比实验。结果表明,所提检测方案的面形误差数值和分布均与高精度轮廓仪和CGH补偿器得到的结果吻合,有效验证了所提测量方案的正确性。
测量 鸥翼型非球面 白光干涉拼接 全口径 高精度
国防科技大学 智能科学学院, 湖南 长沙410073
基于多尺度成像理论, 采用混合仿生鱼眼-复眼结构, 实现了大视场兼具高分辨率的光学成像系统设计。前级物镜系统为大直径球透镜, 收集广角目标光线并成像到与球透镜同心的球面中继像面上; 次级目镜系统是关于球透镜中心球对称的小口径透镜组阵列, 对中继像进行像差校正并成像到探测器阵列上。对比了物镜采用双层同心球和单个球透镜的成像性能, 后者可获得更优的成像性能且避免了双胶合球透镜带来的公差控制及力学与热稳定性问题。整个成像系统的视场大于100°, 全视场内角分辨率优于10″, 而畸变小于5%; 系统具有大景深特点, 不需调焦即可同时对300 m到无穷远目标清晰成像, 可广泛应用于侦查监控等领域。
光学设计 仿生设计 广角 多尺度成像 optical design biomimetic design wide field of view multiscale imaging
