1 莆田学院 机电与信息工程学院, 福建 莆田 351100
2 福建省激光精密加工工程技术研究中心, 福建 莆田 351100
太赫兹波具有高穿透性、低能性及指纹谱性等特征,被广泛应用于探测领域,因此,设计太赫兹波成像光学系统具有重要的意义和广泛的应用前景。首先,以四块透镜构成的天塞物镜为参考结构,应用近轴光学系统像差理论构建系统像差平衡方程,给出了系统初始结构参数求解函数和方法,再结合光学设计软件进一步校正系统像差,最终设计了一种用于太赫兹波探测的大孔径光学成像系统。该光学系统由4块同轴折射透镜构成,焦距为70 mm,F数为1.4,全视场角为8°,在奈奎斯特频率10 lp/mm处全视场角范围内的调制传递函数(MTF)值均大于0.32,各视场内的弥散斑均方根(RMS)半径均小于艾里斑半径。最后对系统各种公差进行分析和讨论。设计结果表明,本文设计的太赫兹波探测光学成像系统具有孔径大、结构简单且紧凑、成像质量较好且加工性易于实现等特点,满足设计要求,它在太赫兹波段高分辨率探测领域具有重要应用价值。
光学系统设计 太赫兹波 大孔径 像差平衡 公差分析 optical system design terahertz wave large aperture aberration balance tolerance analysis
石灰窑窑身为外部金属钢板、内部耐火砖、中间填充黄土结构; 石灰窑基础为外部低配筋率钢筋混凝土、内部砂浆片石砌筑, 并有出灰道空隙的方形大体积复合结构。金属外壁石灰窑窑身无法钻孔、气割又无法保证安全; 基础内部衬砌质量差, 孔隙率较大且有孤立碎石分布其间, 采用常规 38手持式凿岩机很难钻凿炮孔。为此, 采取了对石灰窑基础炸出一个爆破缺口, 使其在重力作用下失稳倒塌的定向爆破技术方案。为提高施工效率、确保安全, 并使炸药爆炸能量均匀分布在设计缺口的爆破体内, 通过合理设计爆破参数, 在设计缺口位置的三面(正面和左右两侧面)采用大孔径潜孔钻机钻凿 90炮孔, 装填 32乳化炸药并束药卷, 并严密堵塞, 安全防护。最终成功对石灰窑实施爆破拆除, 取得了很好的爆破效果, 确保了爆破安全, 且施工作业效率大大提高。这是大孔径爆破在高耸类构筑物爆破拆除中的一次应用实践, 可以为施工工期紧、小孔径不易钻孔的高耸类砼(砌石)基础构筑物的爆破拆除工程提供参考。
拆除爆破 大孔径 石灰窑 复合基础 demolition blasting large hole diameter limestone kiln composite foundation
西北核技术研究所 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室, 西安 710024
为了更好地获取低强度辐射源空间分布图像,提出一种使用神经网络算法将大孔径厚针孔退化图像复原的方法。建立了孔径5 mm、10 mm、15 mm的厚针孔模型,获得了3600个汉字形状辐射源的厚针孔退化图像集。基于DnCNN神经网络模型,建立了大孔径厚针孔退化图像复原神经网络,并与维纳滤波、Lucy-Richardson这些传统算法进行了比较。在考虑噪声影响后,利用迁移学习理论,对原神经网络模型进行迁移训练,再对含噪大孔径厚针孔退化图像进行复原。神经网络算法复原的RMSE明显低于传统方法,迁移学习显著减小了噪声的影响。证明了神经网络算法在大孔径厚针孔退化图像复原领域的优越性,并验证了神经网络方法复原含噪大孔径厚针孔退化图像的可行性。
大孔径厚针孔 神经网络 图像复原 迁移学习 large thick aperture neural network image reconstruction transfer learning 强激光与粒子束
2022, 34(6): 064002
1 西安工业大学光电工程学院, 陕西 西安 710021
2 东莞市宇瞳光学科技股份有限公司研发技术中心, 广东 东莞 523850
将典型反远摄镜头设计方法与PWC法相结合, 从理论模型出发搭建初始结构, 借助光学设计软件ZEMAX辅助设计。得到一款工作波段436 nm、486 nm、546 nm、587 nm、656 nm, F#1.5, 全视场角160°, 光学总长18.5 mm, 可应用于车载后视系统的镜头, 比市场上现有产品指标有明显提升, 镜头高低温性能稳定、公差合理。结果表明将反远摄理想模型、PWC法及实际需求结合, 设计效果好, 镜头性价比高、性能优异, 为相关领域的镜头设计提供有益借鉴。
光学设计 车载镜头 鱼眼镜头 大孔径 PWC法 optical design vehicle lens fisheye lens large aperture PWC solution
强激光与粒子束
2022, 34(1): 011010
1 厦门理工学院光电与通信工程学院,福建 厦门 361024
2 莆田学院机电工程学院,福建 莆田 351100
为了使变焦光学系统能够实现超大视场以及大孔径高分辨率成像,提出一种能够有效指导此类系统的设计方法。通过分析变焦光学系统的原理以及比较其变焦补偿方式,确定采用全动型补偿方式来实现整个系统的变焦。根据初级像差的理论并结合ZEMAX软件得到系统较合适的初始结构参数,对其进行优化设计可以得到一款由14片折射透镜组成的大孔径以及超大视场变焦系统,该系统的工作波段为400~700 nm,焦距范围为6.54~17.00 mm,变倍比为2.6,全视场角范围为60°~178°,F数为2.8,调制传递函数值在奈奎斯特频率55.6 lp/mm处均大于0.40,说明系统的成像质量较好且满足设计要求。
几何光学 变焦系统 大孔径 超大视场 光学设计 激光与光电子学进展
2021, 58(7): 0708001