由所导出的阴极透镜中普遍成立的二级近轴横向色差即著名的Recknagel-Apцимович表示式出发,研究电子束形成的最小弥散圆以及最佳成像面的位置的确定,考察由物面原点发射的电子束在栅状阳极上形成的散射圆以及整个阴极面发射所形成的交叉颈,描绘由物面原点逸出的电子射束在成像段所形成的电子射线的包络。该研究有助于读者理解电子光学像管中电子行进的轨迹以及成像段的电子轨迹的发散与会聚。
成像系统 像管 成像电子光学 静电聚焦阴极透镜 电子束斑的焦散面 最小弥散圆与最佳成像面位置的确定
1 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
3 中国科学院大学, 北京 100049
提出一种单幅图像动态重聚焦方法,结合基于深度学习的光场合成与基于几何结构的弥散圆渲染方法,模拟出光场重聚焦效果。该方法仅输入单幅图像,首先进行深度估计,然后将深度图转换为视差,最后在不同深度确定弥散圆直径以进行像素重采样。设计两种神经网络结构,分别以光场相机的多视角子图和重聚焦图像为样本进行有监督的深度学习。在多个数据集和实际场景中的实验结果表明,本文方法在可接受的计算成本下能获得优于其他方法的视觉效果与评价指标,峰值信噪比达到了34.55,结构相似度达到了0.937。
成像系统 计算成像 光场 重聚焦 深度估计 弥散圆渲染
北京信息科技大学 光电测试技术北京市重点实验室, 北京 100101
针对部分补偿法和子孔径拼接技术对大孔径凸非球面进行测量时, 部分补偿透镜的优化设计是关键技术之一, 基于ZEMAX软件对用于大孔径凸非球面的部分补偿透镜进行了优化设计, 以波前斜率作为优化目标, 通过直接观察弥散圆半径对全口径的光线进行优化。设计结果表明, 用结构简单的单片部分补偿透镜即可实现对大孔径凸非球面的面形测量, 在不同的子孔径区域, 部分补偿系统在理想焦面处的弥散圆最大半径均小于165 μm, 满足设计要求, 验证了结合部分补偿法和子孔径拼接技术测量大孔径凸非球面的可行性。
光学设计 部分补偿透镜 大孔径凸非球面 弥散圆 optical design part-compensating lens large aperture convex aspheric surface dispersive spot
西安工业大学 光电工程学院,陕西 西安 710021
为了检测和表征斯密特棱镜的偏振像差,提出弥散圆检测法和B值检测法,对两种方法的原理进行了阐述,并对具体检测方法进行了介绍。弥散圆检测对传统弥散圆检测法进行了补充,增加光斑中心距和光斑变形度测量使它能够表征棱镜偏振像差。B值检测基于自然光的矢量衍射公式,通过对B值的检测分析了偏振像差产生的根源。
斯密特棱镜 弥散圆 B值 偏振像差 Schmidt prism dispersion circle B value polarization aberration
用部分补偿法检测非球面时，部分补偿透镜的优化设计是关键技术之一。针对这一难点，提出了一种以剩余波前斜率作为优化目标的基于Zemax的部分补偿透镜设计方法，分析了剩余波前斜率与干涉条纹密度以及弥散圆之间的关系，得到了弥散圆可以定量表征剩余波前斜率的结论，并将弥散圆半径作为优化函数。针对3种不同参数的非球面进行了部分补偿透镜的优化设计，设计结果表明，该方法可在保证干涉条纹可探测的前提下，简单、快速、全面直观地实现部分补偿透镜的优化设计，减小剩余波前斜率，降低干涉条纹密度，从而扩大干涉仪可测非球面面形误差的测量范围，提高可测的空间频率。
光学设计 部分补偿透镜 剩余波前斜率 弥散圆
1 陕西科技大学电气与信息工程学院, 陕西 西安 710021
2 中国电子科技集团公司第三十九研究所， 陕西 西安 710065
为了得到一个合理的He-Ne激光光束聚焦物镜，采用以正前凸型为基础的高折射率双片结构，应用Zemax软件进行优化设计，获得了弥散斑直径为0.002mm的He-Ne激光聚焦物镜，该镜头只需校正轴上点球差。实验结果表明：设计的镜头比低折射率单片透镜得到的弥散圆直径更小，达到0.0019mm，球差被控制在-0.05mm～+0.05mm范围内，MTF曲线所围面积变大，中心点亮度增高，符合实际需要。
光学设计 聚焦物镜 球差 弥散圆 optic design focusing lens Zemax Zemax spherical aberration dispersion speckle
哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
利用CCD对自由空间传输的激光进行成像, 可得到入射光束的角度信息以实现对发射光束的控制。卫星光通信中, 提高对入射光束角度偏差实时测量的精度, 可以有效地提高终端的光束跟踪性能, 进而有效地保持激光链路的稳定。通过分析角度偏差检测原理, 建立了卫星光通信中跟瞄装置测角性能分析模型。分析了测角精度与CCD成像光斑弥散圆尺寸之间的关系, 并通过模拟实验进行了验证。结果表明, 在卫星光通信系统设计中, 综合考虑测角精度要求、终端功耗限制等因素, 选择CCD成像光斑相对尺寸在2到3之间为最佳。
光通信 卫星光通信 光束控制 CCD成像 光斑弥散圆 相对尺寸
1 中国科学院上海技术物理研究所,上海,200083
2 中国科学院研究生院,北京,100039
调焦过程可分为调节物距、调节像距和移动镜头三种情况.基于几何光学关系,推导了三种情况下的弥散斑半径和横向放大率与离焦量的关系.利用数字图像处理方法,模拟了这两个因素对自动调焦评价函数的作用,表明弥散斑的扩散在焦前焦后呈现对称影响,而横向放大率的影响则沿光轴单调下降,二者叠加,造成峰值两侧的不对称.当光学系统F数增大时,调焦评价函数变得平缓,从而使横向放大率的影响变得显著,最佳像面因此向焦前偏移.利用CCD成像的实验证明了上述观点.
自动调焦 弥散圆半径 横向放大率 焦面偏移
