脉冲功率激光技术国家重点实验室, 安徽 合肥 230037
为了探究高功率连续激光作用下CCD的损伤特性随时间的演化规律, 根据其结构特点和工作原理, 建立了1.06 μm连续激光辐照CCD的六层结构热力耦合三维模型。综合考虑了微透镜聚焦和铝膜开口率等因素的影响, 通过改变CCD不同损伤阶段的激光辐照方式, 数值模拟分析了CCD多层结构的层层损伤机理, 研究了CCD各个损伤阶段的时间阈值, 并与实验结果进行了对比。结果表明, 微透镜聚焦光束阶段, 微透镜由于熔点较低, 发生熔融分解, CCD表现为点损伤; 微透镜熔融阶段, 失去聚光能力, 在应力损伤和熔融损伤共同作用下, 铝膜层熔融剥落, 表现为纵向亮线损伤; 铝膜层熔融剥落阶段, 激光直接辐照在硅电极上, 硅电极上表面熔融, 造成布线电路的损伤, 导致部分像元中的电荷无法转移, 出现横向暗线损伤; 最后, SiO2绝缘层受剪切应力而断裂, 使得硅电极和硅基底相互导通, 造成完全损伤。实验与仿真结果趋势一致, 误差较小, 相互验证。
连续激光 CCD探测器 损伤机理 损伤时间 continuous laser charge-coupled device damage mechanism damage time
国防科技大学 电子对抗学院 脉冲功率激光技术国家重点实验室, 安徽 合肥 230037
利用有限元法对组合激光辐照单晶硅的温度及应力场进行了数值分析, 在组合激光与连续激光平均功率密度相同的前提条件下比较了组合激光和连续激光分别作用于单晶硅的损伤效果。计算结果表明, 组合激光与连续激光相比更有利于实现对单晶硅的热损伤; 组合激光作用下单晶硅内部的Von Mises应力、轴向应力和环向应力比在连续激光作用下要大, 组合激光对单晶硅的损伤比连续激光更强。
组合激光 激光损伤 数值分析 单晶硅 combined laser laser damage numerical analysis single crystal silicon 红外与激光工程
2018, 47(11): 1106011
1 脉冲功率激光技术国家重点实验室, 安徽 合肥 230037
2 31604部队, 江苏 无锡 214000
研究了1.06 μm连续激光辐照损伤CCD探测器的进程及不同损伤阶段CCD探测器成像能力的削弱程度。通过电子显微镜(SEM)扫描分析损伤机理, 结合损伤状态下的CCD图像, 解释了各损伤阶段成像质量变化的原因。结果表明：在点损伤阶段, 微透镜熔融汽化, 失去聚焦光束的能力, 使得进光量减少, 图像灰度降低, 同时汽化的微透镜冷却后附着在封装玻璃表面, 这是成像质量下降的主要原因; 在线损伤阶段, 激光对探测器多层结构有更深层次的损伤, 使得部分像元失去成像能力, 加上激光对封装玻璃的损伤, 使得CCD探测器的成像能力逐渐降低。以已有的评估方法为基础, 通过清晰度评定和形态学检测相结合的方式, 建立了损伤评估模型, 对不同损伤阶段的成像能力和成像质量进行评估, 获得了损伤时间、损伤形貌、损伤阶段和探测器成像能力的对应关系。
光学器件 激光损伤 连续激光 电荷耦合器件探测器 损伤评估
国防科技大学 脉冲功率激光技术国家重点实验室, 合肥 230037
首先介绍了基于猫眼效应的激光主动探测方法的发展历程, 分析了离焦量、探测距离、大气湍流等因素对猫眼回波的影响; 然后介绍了激光损伤CCD的研究过程及研究现状, 分析了激光损伤CCD的机理及效果; 最后介绍了利用猫眼效应探测CCD被损伤程度的方法, 并指出了此方法的发展方向。
猫眼效应 激光损伤 cat eye effect laser damage CCD charge-coupled device (CCD)
江苏大学 机械工程学院， 江苏 镇江 212000
液晶显示领域不断提出缩减成本方案，对于液晶电视LED背光系统，提出了一种大角度背光透镜设计方案，即在目标接收屏面具有较大照度辐射角度的背光透镜设计。采用特定的双自由曲面设计，入光孔设置为类椭圆型结构面将光源出射的光通量进行等角度划分，根据接收屏面的理想照度分布与入光孔每一角度出射光通量对应关系计算出出光面自由曲线。借助底部微结构处理，再根据模具及产品成型要求补全外观结构，得到符合设计指标的方案，有效地解决了因增大角度引起的黄斑问题，并达到目标接受面均匀度的要求。针对32英寸(81 cm)的液晶电视背光模组，采用12颗最大正向电流为350 mA的LED灯珠，在模组高度为30 mm的系统中，设计的背光透镜模组达到了要求的亮度及均匀度。
二次光学设计 背光透镜 大角度背光系统 second optical design backlight lens large angle backlight system
1 江苏大学 机械工程学院, 江苏 镇江 212000
2 深圳市鑫希叶光电有限公司, 广东 深圳 518000
研究一种可以在高横纵比的线形区域形成特定照度分布的LED透镜设计方法, 即分部设计法。全反射部分根据边缘射线原理和斯涅耳定律设计, 采用数值积分迭代法计算, Matlab编程得到全反射部分的轮廓线; 透射部分用试错法设计, 用SolidWorks将全反射部分和透射部分整合出了一款新的拱形透镜。设计的透镜尺寸为25 mm×18 mm×10 mm。模拟与实践结果表明: 透镜匹配扩展光源后, 光学效率高于85%, 半光强角可达9°×135°, 可以在横纵比大于15的线形区域实现均匀照明。
照明设计 LED二次光学设计 线形区域 边缘光线原理 拱形透镜 illumination design LED secondary optical design line-shaped regions edge-ray principle arch lens TIR TIR
江苏大学 机械工程学院, 江苏 镇江 212000
为了满足国内外视场投影仪微型轻量化的趋势, 设计一款适用于德州仪器推出的1.19 cm (0.47 英寸)、1080 pix数字微反射镜片的微型广角投影镜头。镜头由7片玻璃(均为国内常见玻璃)和2片塑料(4面非球面)透镜组成, 结构简单, 易加工。透射比0.66: 1, 即在600 mm处投影出111.76 cm(44 英寸)的画面, 镜头有效焦距6.45 mm, F#: 2.1, 全视场86°, 系统总长46 mm, 最大口径22 mm, 在空间极限频率93 lp/mm处0.8视场以内传递函数值都超过0.62, 边缘视场的传递函数值超过0.43, 全视场畸变小于等于2%, 垂直色差小于等于0.18 μm。
微投影 广角镜头 光学设计 大视场 mini-projection wide-angle lens optical design large field of view
1 江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013
2 众盈光学有限公司, 广东 中山 528441
为了满足人们对超广角、大视野的取景需求，运用光学软件CODE V和Zemax设计了一个结构紧凑的用于运动数码摄像机的鱼眼镜头光学系统。该镜头由5片玻璃镜片和3片塑胶非球面镜片组成。设计结果表明，镜头F数为2.2，视场角为240°，系统总长度为23 mm，半像高为2.35 mm，在1/2奈奎斯特频率（178 lp/mm）处所有视场均大于0.15，可以实现高清全景监控。投影检测结果显示，该鱼眼镜头产品的性能满足要求。
光学设计 鱼眼镜头 广角 塑胶非球面 激光与光电子学进展
2016, 53(8): 082201
大连理工大学 电子信息与电气工程学部 智能控制理论研究所，辽宁 大连 116024
湿地蒸散发量是湿地水量支出的重要组成部分。利用遥感技术可以合理有效地计算出地形复杂的湿地的 蒸散发量。将遥感图像分类技术与定量遥感蒸散发模型结合起来，考虑各类地物不同的蒸散发源和水热传输机制，建立了 集成模型，分析和计算了湿地主要地物的蒸散发量。通过对各地物类的样区平均蒸散发量与实测数据进行比较，证明结合地物分类的 湿地蒸散发量计算集成模型能够取得很好的结果。
蒸散发量 分类 集成模型 湿地 单源 双源
