1 苏州科技大学 物理科学与技术学院 江苏省微纳热流技术与能源应用重点实验室, 江苏 苏州 215009
2 苏州明世光学科技有限公司, 江苏 苏州 215127
3 江苏省研究生工作站苏州苏大明世光学股份有限公司, 江苏 苏州 215127
为了产生半径可自由调控的聚焦环形激光且确保离焦后光束强度仍均匀，本文提出一种透射-反射式组合的环形光光学系统设计方法。对于透射式系统，基于等能量分割原理，建立入射光与出射光投射高度的映射函数，优化透镜的各项参数，将入射的高斯光先整形成平顶圆形光，实现光束强度均匀化。反射式系统通过调整焦面环形光直径调控范围、工作距离等参数，结合几何光线追迹原理，计算圆锥反射镜、抛物柱面镜及动镜的各项参数，将平顶圆形光再整形成环形光。实验结果表明：当动镜半顶角为16°时，所设计系统能够实现聚焦环形光半径在15~30 mm范围的自由调控，尺寸误差不超过0.05 mm，离焦后强度均匀度达到84%。该设计方法无需更换系统镜片即可兼顾强度均匀性和尺寸自由度，可操作性好，产生的环形光加工精度和效率更高。
光学系统 环形激光 半径调控 离焦均匀 optical system ring-shaped laser radius control defocus uniformity
1 南京理工大学电子工程与光电技术学院，江苏 南京 210094
2 苏州科技大学物理科学与技术学院，江苏 苏州 215009
3 江苏省研究生工作站苏州苏大明世光学股份有限公司，江苏 苏州 215028
4 江苏省研究生工作站苏州一光仪器有限公司，江苏 苏州 215006
5 苏州明世光学科技有限公司，江苏 苏州 215028
基于双泽尼克多项式推导稀疏孔径光学系统与视场相关的广义光瞳函数，以Golay3稀疏孔径成像系统为例，通过ZEMAX软件进行光学设计和数据拟合获得广义光瞳函数的双泽尼克多项式系数，根据傅里叶变换关系计算得到稀疏孔径光学系统的调制传递函数（MTF），并针对不同视场稀疏孔径光学系统进行成像模拟和图像复原。结果表明，调制传递函数的理论计算结果与ZEMAX设计结果一致，利用双泽尼克多项式可以表示不同视场稀疏孔径光学系统的成像特性。构建与视场相关的维纳滤波器进行图像复原，可有效提高不同视场稀疏孔径光学系统的成像质量。
成像系统 稀疏孔径 双泽尼克多项式 视场 维纳滤波器 光学学报
2023, 43(10): 1011001
1 苏州科技大学 物理科学与技术学院 江苏省微纳热流技术与 能源应用重点实验室，江苏 苏州 215009
2 苏州苏大明世光学股份有限公司 江苏省研究生工作站，江苏 苏州 215007
3 苏州明世光学科技有限公司，江苏 苏州 215007
4 苏州一光仪器有限公司，江苏 苏州 215006
介绍了渐进多焦点眼用镜片的结构。提出了一种双向拟合设计渐进多焦点眼用镜片子午线的方法，采用两条多项式曲线从镜片视远点和视近点双向拟合，获得满足设计要求的子午线。在此基础上，选择与子午线正交、满足设计要求的曲线簇作为轮廓线，计算镜片上各个点的矢高数据，从而获得整个面形。设计结果表明，与只采用一条高阶多项式曲线描述子午线的方法相比较，双向拟合设计镜片子午线的方法可以灵活地调节子午线上光焦度增加的速率，从而控制镜片视远区、视近区以及渐进通道的光焦度和像散，设计满足眼镜佩戴者个性化需求的渐进多焦点眼用镜片，即当镜片参数相同时，双向拟合子午线不同，可以获得相应视觉需要的渐进多焦点眼用镜片。将设计的镜片进行实际加工，并检测加工结果，结果表明，加工获得的镜片性能与设计结果一致。
光学设计 渐进多焦点眼用镜片 子午线 光焦度 像散 optical design progressive addition lenses meridian power astigmatism 红外与激光工程
2022, 51(6): 20210630
1 江苏省微纳热流技术与能源应用重点实验室，苏州科技大学物理科学与技术学院，江苏 苏州 215009
2 江苏省研究生工作站苏州苏大明世光学股份有限公司，江苏 苏州 215007
3 苏州明世光学科技有限公司，江苏 苏州 215007
针对近视转老花人群特点，提出渐进多焦点眼用镜片（PAL）的优化设计方法。该方法中渐进多焦点表面矢高表达式为非球面公式，用连续变化的曲率调整元来调节光焦度和像散分布，该曲率调整元采用高斯函数多项式形式。分别用球面和非球面矢高表达式设计附加光焦度为1.5 D的PAL作对比。设计结果中给出了光焦度和像散分布，并采用以色列ROTLEX公司的自由曲面检测仪仿真验证。结果表明，优化设计的PAL的装配中心周边光焦度环状增加，镜片最大像散不超过1.25 D，即镜片最大像散不超过附加光焦度的83%。装配中心所在水平线的上部区域内，像散均小于0.5 D。视近区光焦度稳定带的长度接近20 mm。该PAL视远区光焦度环状增加，有利于缓解近视眼的视疲劳；镜片最大像散明显减小，易于被近视转老花且初次佩戴PAL的客户接受。
光学设计 渐进多焦点眼用镜片 近视 老花 激光与光电子学进展
2022, 59(3): 0322001
1 苏州科技大学数理学院江苏省微纳热流技术与能源应用重点实验室， 江苏 苏州 215009
2 苏州苏大明世光学股份有限公司江苏省企业研究生工作站， 江苏 苏州 215028
设计渐进多焦点眼用镜片(PAL)的轮廓线u以得到近用区可视范围广且渐变通道长度变短的渐进多焦点眼用镜片。对渐进多焦点眼用镜片采取对称设计，设置子午线上u的变化曲线作为拉普拉斯方程的边界条件，并给出边界条件的具体形式。结合自然边界条件，运用分离变量法和傅里叶变换法求解拉普拉斯方程的解析解。设计实例表明：该设计方法不仅能使渐进多焦点眼用镜片拥有宽阔的近用区可视范围，还能使渐进多焦点眼用镜片的渐变通道变短。将设计数据进行实际加工，并对加工获得的渐进多焦点眼用镜片进行测试分析，结果表明设计与实际测试结果基本相符。
光学设计 渐进多焦点眼用镜片 拉普拉斯方程 光焦度 散光度 激光与光电子学进展
2017, 54(11): 112201
1 苏州科技学院数理学院, 江苏 苏州 215009
2 苏州苏大明世光学股份有限公司, 江苏 苏州 215028
研究内渐进多焦点镜片的前表面光焦度对该镜片的光焦度和散光的影响。设计出远用光焦度为2~10m-1, 附加光焦度为2m-1的渐进表面数据, 分别与1~10m-1的前表面光焦度匹配后输入Rotlex自由曲面检测仪转化为理论光焦度和散光度并进行统计分析。结果表明: 在内渐进多焦点镜片的前表面光焦度匹配图中, 存在扁椭圆区域, 在该区域内匹配的内渐进多焦点镜片的远用区和近用区视觉清晰范围最大, 且最大散光不大于附加光焦度。对于远用光焦度为非负的内渐进多焦点镜片, 子午线上光焦度会随着前表面光焦度的增大而偏大。远用区为较大的正光焦度时, 远用区和近用区清晰视觉范围明显较小。
光学设计 渐进多焦点镜片 子午线 散光 光焦度 optical design progressive addition lenses meridian lines astigmatism power
1 苏州科技学院数理学院, 江苏 苏州 215009
2 苏州苏大明世光学股份有限公司, 江苏 苏州 215028
根据遗传算法不依赖于具体优化目标且稳健性强的特点，提出运用遗传算法来寻找渐进多焦点眼镜片最优子午线的设计方案。基于子午线平滑方程，用二进制字符串(染色体)表示渐进多焦点眼用镜片子午线曲率变化曲线多项式系数。运用罚函数法和线性加权法将渐进多焦点镜片的光焦度和散光度多目标规划化成单目标函数。根据目标函数进行选择、交叉和变异,产生新一代染色体种群，循环搜索渐进多焦点镜片子午线最优系数。最后通过两个优化实例并加工成镜片样品进行测试分析,结果表明设计结果与实际测试结果基本相符。
光学设计 渐进多焦点镜片 子午线 遗传算法 散光度 光焦度
