作者单位
摘要
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春30033
2 中国科学院大学,北京100049
圆顶视宁度是影响地基大口径望远镜成像质量重要的影响因素之一。视宁度产生的原因主要是由于空气折射率的不均匀变化导致,首先通过理论分析确定影响空气折射率的主要因素为空气的温度、速度和压力,然后借助CFD流体仿真软件,得到望远镜圆顶周围附近空气的温度场、速度场和压力场的变化,进而推算出望远镜成像光路中圆顶及望远镜附近周围空气折射率的变化情况,以评估不同结构形式圆顶所产生的圆顶视宁度对望远镜成像的影响。通过仿真分析可知,升降式圆顶更利于望远镜周围空气的温度、速度和压力的快速变化及稳定,能够减少圆顶视宁度的影响,为4 m级及更大口径望远镜的圆顶方案选择及设计提供指导。
望远镜 地基大口径 视宁度 圆顶 telescope large aperture seeing dome 
光学 精密工程
2022, 30(23): 3031
Tianbao Liu 1,2Meiping Zhu 1,2,3,4,*Wenyun Du 1,2Jun Shi 1,2,3[ ... ]Jianda Shao 1,2,3,4
Author Affiliations
Abstract
1 Laboratory of Thin Film Optics, Key Laboratory of Materials for High Power Laser, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
3 Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences, Hangzhou, China
4 CAS Center for Excellence in Ultra-intense Laser Science, Shanghai, China
5 CREOL, College of Optics and Photonics, University of Central Florida, Orlando, USA
Various coatings in high-power laser facilities suffer from laser damage due to nodule defects. We propose a nodule dome removal (NDR) strategy to eliminate unwanted localized electric-field (E-field) enhancement caused by nodule defects, thereby improving the laser-induced damage threshold (LIDT) of laser coatings. It is theoretically demonstrated that the proposed NDR strategy can reduce the localized E-field enhancement of nodules in mirror coatings, polarizer coatings and beam splitter coatings. An ultraviolet (UV) mirror coating is experimentally demonstrated using the NDR strategy. The LIDT is improved to about 1.9 and 2.2 times for the UV mirror coating without artificial nodules and the UV mirror coating with artificial nodule seeds with a diameter of 1000 nm, respectively. The NDR strategy, applicable to coatings prepared by different deposition methods, improves the LIDT of laser coating without affecting other properties, such as the spectrum, stress and surface roughness, indicating its broad applicability in high-LIDT laser coatings.
coating electric-field enhancement laser-induced damage threshold nodule defect nodule dome removal 
High Power Laser Science and Engineering
2022, 10(5): 05000e30
李津津 1,2邱实 1,*张宇 1高彩霞 1[ ... ]刘耀开 1
作者单位
摘要
1 中国科学院空天信息创新研究院 定量遥感信息技术重点实验室北京 100094
2 中国科学院大学 光电学院北京 100049
基于夜间大气层顶反射率方向性分布特性,提出了一个基于精确模拟夜间辐射传输过程的低照度遥感载荷在轨辐射定标性能评估新方法。即以南极雪地Dome C为研究区,以MT2009(Miller-Turner 2009)大气层顶月球辐照度模型和大气层顶双向反射分布函数(Bidirectional Reflectance Distribution Function,BRDF)模型模拟的夜间星上辐亮度值为基准,分析相同几何条件下,可见光近红外成像辐射计夜间光波段(Visible Infrared Imaging Radiometer Suit Day/Night Band,VIIRS DNB)观测辐亮度与基准值之间的一致性,发现在2018-2020年两者差值保持在4.97×10-10 W?cm-2?sr-1左右,比VIIRS DNB最小探测阈值3×10-9 W?cm-2?sr-1约低一个数量级,故从可接受的仪器灵敏度误差范围内,可判定VIIRS DNB载荷在美国极轨合作卫星(Suomi National Polar-orbiting Partnership,SNPP)和美国国家海洋和大气管理局(NOAA-20)上在轨辐射定标性能均非常优良。另外,基于距离校正后的SNPP VIIRS DNB和NOAA-20 VIIRS DNB辐亮度开展了VIIRS DNB载荷在轨辐射定标稳定性分析,发现相同月相角下两载荷辐亮度一致性在6%以内。
在轨定标评估 可见光近红外成像辐射计夜间光波段 美国极轨合作卫星 美国国家海洋和大气管理局-20 Dome C 双向反射率分布函数 on-orbit calibration assessment Visible Infrared Imaging Radiometer Suit Day/Night Band (VIIRS DNB) Suomi National Polar-orbiting Partnership (SNPP) National Oceanic and Atmospheric Administration 20 (NOAA-20) Dome C bidirectional reflectance distribution function 
红外与毫米波学报
2021, 40(6): 809
句源 1赵春竹 2,**朴明旭 1,*郭玉 1[ ... ]郑汉青 1
作者单位
摘要
1 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春130022
2 北京大学分子医学研究所, 北京 100871
为了校正大长径比、大扫描视角共形整流罩引入的动态像差,提出了一种固定自由曲面透镜阵列校正器。通过设计透镜阵列校正器中各透镜自由曲面的面形和旋转角度,校正不同扫描视角大长径比共形整流罩引入的动态像差。实验结果表明,自由曲面透镜阵列校正器可以对长径比为1.2的共形整流罩实现±50°扫描视角的动态像差校正。这种新型校正器具有动态校正器和固定校正器的优点,可适用于扫描视角大、长径比大以及稳定性高的共形整流罩光学系统。
光学设计 共形光学 整流罩 自由曲面透镜 透镜阵列 
光学学报
2021, 41(9): 0922002
作者单位
摘要
1 中国空空导弹研究院, 河南 洛阳 471099
2 航空制导武器航空科技重点实验室, 河南 洛阳 471099
3 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
红外整流罩位于导弹的最前端,是红外导弹的主要部件之一。根据其工作环境的要求,红外整流罩应具有良好的光、机、热等性能。目前,中波红外导弹的红外整流罩主要采用氟化镁、蓝宝石、尖晶石、ALON和纳米复相陶瓷等材料制造。本文提出了一种高强稀土氧化物稳定的ZrO2纳米红外透明陶瓷整流罩,通过对陶瓷材料的特性进行研究,证明了该种材料可以用于中波红外导弹。同时,采用该种材料完成了红外整流罩样件的研制,并对样件进行了导弹服役环境下的适应性试验和模拟动态抛罩试验,验证了该材料的性能。
材料 纳米红外陶瓷 红外导弹 红外整流罩 稀土氧化物 
光学学报
2021, 41(7): 0716002
作者单位
摘要
中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083
针对高速飞行器气动加热效应对高速飞行器光学性能的影响,建立了防护罩热辐射模型。在此基础上,编写了仿真控制程序,利用TracePro软件,实现了光学自动追迹,动态模拟了防护罩热效应在整个光学系统扫描过程中产生的影响,以及在各光学运动部件单独扫描时的影响。通过对热效应引起的杂散光在玫瑰扫描过程中的传输路径分析,提出了建议改进措施,为高速飞行器光学性能分析及其环境失效研究提供了参考。
高速飞行器 防护罩 玫瑰扫描 气动热效应 仿真 high-speed vehicle dome window rosette scan aerodynamic heating effect simulation 
红外与激光工程
2020, 49(7): 20190520
Author Affiliations
Abstract
1 School of Optics and Photonics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China
2 Aviation Key Laboratory of Science and Technology on Airborne Guided Weapons, Luoyang Optoelectro Technology Development Center, Luoyang 471009, China
3 Key Laboratory of In-fiber Integrated Optics, Ministry of Education, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China
Traditional optical domes are spherical, which have a large air resistance coefficient. In order to reduce the coefficient of air resistance, conformal optical technology was proposed, which used a streamlined design of the outer surface of the dome. However, conformal domes generate dynamic aberrations varying significantly with look angles in the field of regard (FOR). Thus, correcting the dynamic aberrations is the core task of conformal optics. This Letter presented a correcting method of dynamic aberrations based on the diffraction surface and anamorphic asphere surface. This method is derived from the arch corrector and can only be used on the Roll-Nod gimbal. For the seeker with a Roll-Nod gimbal, the arch corrector is replaced with a diffractive surface superimposed on the inner surface of the conformal dome. To correct astigmatism, which is the main aberration that needs to be corrected, anamorphic asphere surfaces are used in the imaging system. Compared with the arch corrector, this method can reduce the size of the correction element while retaining sufficient design freedom. Design results show that this method can well correct the dynamic aberrations in a larger FOR. With a simpler form in structure, this method can improve the reliability of conformal optical systems and promote the application of conformal optical technology.
conformal dome aberration diffraction anamorphic asphere 
Chinese Optics Letters
2020, 18(7): 072201
作者单位
摘要
秦皇岛视听机械研究所有限公司, 河北 秦皇岛 066000
为提高球幕投影成像质量, 提出了双通道球幕投影方案, 并基于此方案, 为3.05 cm(1.2英寸)3DMD芯片技术投影机设计了双通道球幕投影镜头。根据投影方案确定了设计指标, 对初始结构的选型做出了合理的分析, 阐述了光学设计过程, 给出了像差优化及设计结果的评价。为避免镜头口径过大引起的重心不稳, 通过合理控制光线入射高度, 将镜头首片透镜的口径进行了大幅度的压缩, 最终口径仅为102 mm。设计的成像质量高、像质均匀的球幕双拼投影镜头F#为2.5, 反远比为6∶1, 1.0视场在38 lp/mm的Nyquist频率处MTF值为0.5, 0.85以内视场的MTF值达到0.65以上, 最大横向色差为4.7 μm, 小于0.5 pixel。
光学设计 反远比 球幕投影 optical design inverted-telephoto ratio dome screen projection 
应用光学
2018, 39(6): 890
作者单位
摘要
哈尔滨工业大学 空间光学工程研究中心, 黑龙江 哈尔滨 150001
气动加热的高温整流罩会产生强烈的红外辐射, 影响导引头对目标的探测精度。为了寻求减弱整流罩气动热辐射的方法, 建立了气动热辐射数学模型。利用有限元软件以及建立的气动热辐射数学模型对不同厚度的半球形整流罩气动热和气动热辐射进行了数值仿真, 得到了半球形整流罩厚度对气动热和气动热辐射的影响规律。研究结果表明, 在相同飞行工况下, 工作10 s时, 当半球形整流罩厚度由3 mm增厚到8 mm, 整流罩驻点温度降低了16.23%; 形变量减少了54.2%; 探测器接收面上的最大辐照度减少了84.43%。因此增加整流罩的厚度可以降低整流罩的温度, 有效减小整流罩的热形变和探测器上接收到的干扰辐射照度。
气动热辐射 半球形整流罩 厚度 aerodynamic thermal radiation hemispherical dome thickness 
红外与激光工程
2018, 47(12): 1204002
作者单位
摘要
北京理工大学 光电学院 光电成像技术与系统教育部重点实验室, 北京 100081
水下运动目标与水体的相互作用会在水面产生开尔文尾迹和伯努利水丘等特定波纹, 为机载、星载的雷达光电探测水下运动目标的位置及速度等提供了可能, 成为当前国内外研究的重要方向之一。为了研究水下运动目标水面波纹的特点, 论文采用三维不可压缩RANS方程, 辅以RNG k-ε湍流模型以及VOF自由面处理方法建立了水下运动目标水面波纹模拟的数学模型, 并对水下航行体在不同速度及深度等参数情况下的水面波纹进行模拟, 分析了速度及深度等参数与尾迹特征的关系。论文结果对实尺度水下潜艇的海面波纹模拟以及水下潜艇探测技术的研究具有意义。
水下运动目标 水面波纹 Kelvin尾迹 伯努利水丘 数值模拟 moving submerged target wave pattern Kelvin wave Bernoulli dome numerical simulation 
红外与激光工程
2018, 47(11): 1126004

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