1 天津大学 精密仪器与光电子工程学院，光电信息技术教育部重点实验室，天津 300072
2 中航工业飞行自动控制研究所，陕西 西安 710065
为解决远距离漫反射激光测距系统能量损耗严重问题，并提高测距系统的响应速度，设计了一种小探测靶面大通光孔径的接收镜头。以3组4片式Petzval结构作为接收镜头的初始原型，将孔径光阑前移放置在第一面，同时增大其孔径以提高接收效率，最后一片引入非球面，以减小球差并使系统小型化；靶面采用直径为75 μm的雪崩光电二极管探测器，保证响应速度小于45 ns。经过优化设计得到通光孔径为120 mm的接收镜头，F数为0.6，可用于远距离漫反射激光测距领域。
光学设计 激光测距 小F数 Petval镜头 optical design laser ranging small F-number Petzval lens
1 南京信息工程大学物理与光电工程学院, 江苏 南京 210044
2 南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
3 同济大学物理科学与工程学院, 上海 200092
头戴显示系统在现代教育、医疗和娱乐等领域具有广泛的应用,离轴反射式头戴显示光学系统是头戴显示系统的一种设计形式,既能满足小型化和结构紧凑的需求,又能实现宽光谱成像,无需校正色差;然而,现有离轴反射式头戴显示光学系统的设计难以满足大出瞳直径和小F数相兼容的要求。针对该问题,提出基于光学自由曲面的离轴两反头戴显示光学系统,实现了大出瞳直径和小F数。该自由曲面头戴显示光学系统分别采用双曲率基面自由曲面和XY多项式自由曲面,出瞳直径为10 mm,F数为3.0,视场角为28°,出瞳距大于15 mm。该系统的成像性能满足要求且优于现有设计结果。
光学设计 头戴显示光学系统 光学自由曲面 大出瞳直径 小F数
