1 上海理工大学健康科学与工程学院，生物医学光学与视光学研究所，医用光学技术与仪器教育部重点实验室，上海 200093
2 上海市杨浦区市东医院眼科，上海 200438
3 上海理工大学教育部光学仪器与系统工程研究中心，上海现代光学系统重点实验室，上海 200093
近视是一种常见眼病，已成为中国青少年视力下降的主要原因。近视防控是一个关系国家和民族未来的大问题，已经上升为国家战略。当前近视防控的有效手段之一就是建立屈光发育档案，并根据数据给出眼屈光度的预测。然而，目前市面上并没有一款专用于屈光发育档案数据采集的设备。笔者基于前期研究，结合干涉、波像差和图像分析等技术建立了眼屈光度与生物参数一体化测量系统，主要测量眼轴长度、角膜曲率、前房深度和屈光度等参数。使用组内标准差、测试重复性、变异系数和组内相关系数评估了实验样机测量的可重复性。通过比较实验样机和IOL Master 500的测量结果，验证了实验样机测量结果的准确性和一致性。从组内标准差和测试重复性的数值可以看出：眼生物参数和屈光度测量都有很高的重复性；眼生物参数的变异系数均低于3%，眼轴长度和角膜曲率的变异更小（≤0.256%）；组内相关系数均高于0.6。说明测量结果具有较高的一致性。实验样机与IOL Master 500测得的眼轴长度、角膜曲率、前房深度数值无显著差异（P>0.05），说明实验样机测量结果的准确性很高。这些结果表明这样的一体化设计能完成基本的眼屈光度和生物参数测量。随着技术的迭代，该系统有望成为近视防控专用的屈光档案数据采集设备，为近视防控提供必要支撑。
医用光学 近视 眼生物参数 屈光度 干涉 波像差分析 一体化
1 中国科学院云南天文台, 云南 昆明 650216
2 中国科学院大学, 北京 100049
针对中国巨型太阳望远镜(CGST)主副镜的对准需求,提出了基于激光干涉测距的激光桁架主动对准方法。首先总体介绍CGST激光桁架测量系统的光学结构和测量原理;然后建立激光桁架运动学模型和主动对准光学模型并讨论系统的误差传播特性;接着通过大气光学模型来讨论温度场和局地大气湍流对该主动对准方法的影响。运动分析与光学建模结果表明,在可见光波段,当激光桁架的测距误差在5 μm以内、环境温度梯度小于0.381 K/m时,由对准误差引起的波前均方根优于λ/10。另外,在Kolmogorov湍流和典型昼间近地面湍流的条件下,大气湍流并不会严重降低激光桁架测量的灵敏度。由此可知,所提方法能够满足CGST副镜主动对准的需求。
成像系统 太阳望远镜 主动对准 激光测量 系统建模 像差分析 光学学报
2022, 42(12): 1211002
中国科学院西安光学精密机械研究所，陕西 西安 710119
提出了一种基于像差特征分析的变焦系统共轴性装调方法。针对某型20倍变焦光学系统的装调，在分析变焦光学系统装调要求的基础上，通过采用光学定心加工技术，提高变焦系统各镜组内光学元件的同轴度；采用Zygo干涉仪，检测变焦系统在长短焦位置的像差特性分布；借助CodeV软件仿真计算各光学元件在系统中的公差灵敏度分布，并确定产生像差影响的敏感光学元件；在中心偏测量仪上，完成最终光学系统像质的调整。此外，还设计了一种变焦光学系统各动组间同轴度调试装置，对变焦相机主镜筒机械内孔轴线与直线导轨的平行性进行了精确测量，保证了动组组元光轴的同轴精度。装调结果表明：变焦系统成像质量有明显改善，像面一致性得到保证，长短焦轴上传递函数值分别优于技术要求值0.45和0.55，长短焦轴外0.7视场传递函数值优于0.25和0.35，实现了高精度装调，验证了该方法的可靠性。
光学装调 变焦系统 定心装配 敏感元件 像差分析 optical alignment zoom system centering assembly sensitive element aberration analysis
1 中国科学院上海应用物理研究所, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院上海高等研究院上海同步辐射光源自由电子激光技术部, 上海 201204
4 上海科技大学物质科学与技术学院, 上海 201210
国家自然科学基金(11475249)、国家“计划”青年项目基金(Y326021061);
光学设计 光谱仪 X射线光学 光线追迹 衍射理论 像差分析与优化
1 中国电子科技集团公司第四十一研究所， 山东 青岛 266555
2 电子测试技术重点实验室， 山东 青岛 266555
分析了基于透镜的傅里叶变换特性实现空间光通信端机远场分布测试原理，以球差、彗差为代表模拟测试系统自身像差对焦面光强分布的影响，由结果可以看出球差主要影响最大光强，其分布仍然保持旋转对称性，而彗差不仅使得光强峰值减弱，且接收面上光强变为非旋转对称分布，当系统像差均方根（RMS）值小于0.02λ时，最大光强的变化小于0.2%，可以忽略不计。基于以上分析，设计了离轴卡塞格林长焦系统，利用Zemax-EE对系统进行了分析，分析结果表明，在整个工作波段（800 ~1700 nm）内，中心视场RMS值为0.0001λ，全视场点列图均远优于衍射极限。对研制完成的远场分布测试系统进行了测试，得到的光斑暗环实际值与理论值的误差均在2.5%以内，满足要求。
光通信 空间激光通信 远场分布 像差分析 光学设计 光学学报
2015, 35(s2): s206004
1 淮海工学院理学院,江苏 连云港222005
2 河南华祥光学集团,河南 南阳473000
介绍变倍范围0.8×~8×连续变倍体视显微镜物镜的光学变倍原理。通过计算得出前固定组、变倍组、补偿组和后固定组焦距分别为43.149mm、-26mm、-26mm和54.846mm,利用Zemax光学设计软件在数值孔径取0.15~0.2条件下各自进行优化得到初始结构参数。组合后进一步优化,数值孔径取0.1,得出最终结构参数,并分析优化前后高、中、低倍时的各光学像差。利用高斯光学原理,通过计算变倍组作线性移动x,求出补偿组作非线性移动y的运动曲线,从而进行精密凸轮设计,开发出像差小又实用的体视显微镜物镜。
体视显微物镜 变倍原理 机械补偿 像差分析 联动曲线 stereo microscope objective zoom principle mechanical compensation aberration analysis linkage curve
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Communication Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China
2 National Key Laboratory of Tunable Laser Technology, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China
The deviation caused by acousto-optic tunable filter (AOTF) diffraction in multispectral imaging is analyzed through derivation calculus of the deviation angle. The rotatory polarization of acousto-optic crystal is taken into account in this analysis. The relationships between the polar angle of the incident and the diffracted beams are acquired by using the momentum-matching condition. During the diffraction of the incident beams, far more deviations are induced.
多光谱成像 声光调制 像差分析 110.0110 Imaging systems 080.0080 Geometric optics Chinese Optics Letters
2011, 9(8): 081101
1 中国科学技术大学自动化系, 安徽 合肥 230027
2 中国科学技术大学国家同步辐射实验室, 安徽 合肥 230029
利用光线追迹方法得到系统的数值模型，然后运用级数展开方法，建立起系统的3阶解析模型，亦即3阶像差理论。该模型给出系统像差系数和计算系统点列图的解析表达式，可适应于包含变间距凸面光栅的系统，并具有良好的扩展性。通过追迹示例Offner系统中10000条不同波长、不同高度的光线，结果表明运用解析模型可以快速而准确地生成系统的点列图。利用解析的像差系数分析了系统中彗差、球差和像散等主要像差的几何特征，加深对系统成像特性的理解，为Offner系统优化设计提供理论指导。
光学设计 Offner成像光谱仪 光线追迹 像差分析
