1 北京空间机电研究所，北京 100094
2 先进光学遥感技术北京市重点实验室，北京 100094
调制传递函数（传函）测试是空间相机研制过程的重要环节，常规传函测试需要用到平行光管。自准直传函测试方法是一种不依赖于平行光管的系统传函测试方案。首先介绍了自准直传函测试系统的原理和搭建方案。其次对比了平行光管测试的过焦曲线和自准直传函测试的过焦曲线，发现该系统对焦面离焦敏感程度不亚于平行光管，得到该系统可以用于判定焦面位置正确性的结论。再次分析了自准直靶标条纹经过平面镜反射后偏转的现象，该现象将引入测试误差。给出了偏转角的数值计算公式和条纹偏转对传函值影响的计算公式。针对离轴系统对偏转角敏感的问题，给出自准直靶标的设计方法。利用该方法可以将靶标条纹偏转造成的传函测试误差降至可以忽略的量级。然后讨论了采用自准直传函测试方案时相机探测器与测试靶标的拼接，分析了探测器滤光片对焦面位置的影响，提出了探测器与靶标共焦面的设计及拼接方案。最后总结了该测试方法在某型号相机的实际应用，为自准直传函测试方法在后续系统的应用打下基础。
空间相机 自准直 传函测试 焦面位置 平面镜 靶标 space camera self-collimating MTF test focal plane position plane mirror target 红外与激光工程
2022, 51(5): 20210610
1 中国科学院上海技术物理研究所光电制造工程中心, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
针对目前检验方法制约大口径、大相对孔径凹非球面反射镜的应用,提出一种基于贴合双透镜的大口径、大相对孔径凹非球面检验方法。与Offner检验方法不同,检验光路中的透镜在反射前后的光路中分别作为校正透镜和自准镜。根据三级像差理论推导初始结构,给出利用单透镜和贴合双透镜检验凹抛物面的残余像差曲线图,并对其进行分析。实验结果表明,自准校正透镜位于共轭后点前的检验方法可以用于大口径、大相对孔径凹非球面反射镜的检验。所提方法从加工、装配和使用等方面考虑更简单方便,为凹非球面检验提供新的思路,并且为利用三透镜检验更大口径和相对孔径的凹非球面打下基础。
光学设计 共轭校正 非球面检验 三级像差理论 自准校正透镜 场镜 共轭前点的后校正 光学学报
2020, 40(20): 2022002
1 南京邮电大学电子与光学工程学院、微电子学院, 江苏 南京 210023
2 中国移动通信集团江苏有限公司盐城分公司, 江苏 盐城 224000
3 南京邮电大学贝尔英才学院, 江苏 南京 210023
提出了一种新型、紧凑的光子晶体太赫兹(THz)偏振分束器,利用自准直效应实现横电(TE)模和横磁(TM)模的无衍射传输,利用禁带特性实现TE模和TM模的分离。基于平面波展开法和时域有限差分法对太赫兹偏振分束器的性质进行仿真建模分析,结果表明,该偏振分束器在2.9~3.01 THz频率范围内可实现偏振分离;频率为3 THz时,TE模的反射率和TM模的透射率均高于90%,TE模和TM模的消光比分别高达19.9 dB和26.24 dB。此外,与以往的光子晶体太赫兹偏振分束器相比,所提出的偏振分束器设计简单,更易于实现(无需引入缺陷),尺寸更微小(650 μm×650 μm),带宽更宽(2.9~3.01 THz)。
光学器件 太赫兹 偏振分束器 平面波展开法 时域有限差分法 光子晶体 自准直
湖南大学 计算机与通信学院 微纳光电器件及应用教育部重点实验室，长沙 410082
研究了电磁波在二维正方介质柱光子晶体中的传输，发现处于第一频带部分带隙的电磁波在不同界面切割方向上不同角度入射时可分别产生全反射及复杂异常折射现象如自准直现象、负折射现象.首先利用平面波展开法从理论上研究正方介质柱正方晶格光子晶体的频带结构及等频线，然后通过时域有限差分法来仿真研究光子晶体在第一频带部分带隙的传输特性.当光子晶体的界面切割沿着ΓX方向时，由于光子晶体内无本征模能够被有效地激发，入射波束被完全反射，这与光子带隙导致的全反射具有本质的不同；当光子晶体的界面切割方向沿着ΓM时，归因于其扁平的等频线，一定角度范围内入射的波束在光子晶体内几乎沿同方向传输即产生自准直现象.
光子晶体 自准直现象 时域有限差分法 频带结构 Photonic crystals Self-collimating phenomena Finite-difference time-domain method Band structure
