西安工业大学光电工程学院,陕西 西安 710021
为满足枪瞄镜在军品中的需求,设计了一套可实现 8~32 倍连续变倍的枪瞄镜。阐述了本套枪瞄镜的设计思路与设计方法。首先根据设计指标,对物镜组,目镜组以及中继转像镜组进行指标分解计算。随后对物镜、目镜以及整个枪瞄系统进行高斯光学设计,确定整体系统的复杂程度及光学结构参数。然后根据高斯结构设计结果,进行初始结构选择,依据设计指标选择优化操作数,进行系统优化。最后完成整体系统设计与优化结果的评估。最终的设计结果中:枪瞄镜物镜口径 56 mm,目镜口径 50 mm,系统总长 410 mm;低变倍比组态畸变 2.4%;高变倍比组态的轴上弥散斑半径 6.2 μm,轴外弥散斑半径 8.3 μm,像差指标符合设计要求,有效地解决了产品加工成本较高的问题。
光学设计 优化设计 枪瞄镜系统 连续变倍 中继转像镜组 optical design optimization design gun sight system continuous doubling relay mirror set
强激光与粒子束
2024, 36(1): 013012
1 哈尔滨工业大学仪器科学与工程学院先进光电成像技术研究室,黑龙江 哈尔滨 150080
2 哈尔滨医科大学附属第二医院神经外科室,黑龙江 哈尔滨 150086
3 东北林业大学机电工程学院,黑龙江 哈尔滨 150040
4 北京协同创新研究院,北京 100094
5 北京大学未来技术学院国家生物医学成像科学中心分子医学研究所膜生物学国家重点实验室,代谢及心血管分子医学北京市重点实验室,北京 100871
管道机器人是对复杂系统中管道损伤进行检测和评估的主要工具之一,通过沿行进方向搭载成像系统,实现了在管道中的运动导航和内环境观察。然而,这会导致管壁信息存在于图像传感器边缘,不可避免地会受到镜头畸变的影响而降低对损伤的检测精度,提高对损伤的定量难度。而搭载额外的成像系统观察管壁会大大增加机器人的承载负荷和整体体积,尤其在小尺寸管道机器人中。设计一款适用于管道机器人的微型化管壁成像系统。经过元件选型、光学系统优化和3D打印集成后,整个系统的体积为25 mm×30 mm×12 mm,最优横向分辨率为15.63 μm。最后利用该系统制作了一款微型管道机器人,验证了其成像效果和定量能力。此系统有望搭载到其他管道机器人上作为扩展载荷,提升对管壁细节信息的捕捉能力。
管道机器人 微型化成像系统 管壁检测 光学系统优化设计 激光与光电子学进展
2024, 61(2): 0211013
1 华北光电技术研究所,北京100015
2 中国人民解放军93160部队,北京100071
驱动器元器件的散热问题一直是斯特林制冷机在高温环境下稳定运行的主要限制因素。以某款斯特林制冷机为研究对象,通过具体的驱动器元器件的散热结构设计来优化其散热特性。通过试验验证了优化后散热结构的可靠性及散热提升效果。在热真空环境温度60℃条件下,应用这种散热优化结构的斯特林制冷机的驱动器元器件的平均温降约为718%。通过试验发现,在热真空环境温度60℃条件下,用紫铜作为背板材料的元器件的平均温度比用铝作为背板材料时约低905%;制冷机反向放置时元器件的平均温度比正向放置时约低1925%。本文设计的散热优化结构、试验过程及结果,对具体的工程实践具有一定的指导意义。
斯特林制冷机 元器件散热 优化设计 试验研究 Stirling refrigerator heat dissipation of components optimization design experimental study
1 中国科学院 光电技术研究所, 四川 成都 610000
2 西南技术物理研究所, 四川 成都 610000
星-地激光通信具有通信距离远、传输信道复杂等特点, 为建立稳定可靠的星-地激光通信链路, 需要建立大口径的地面站。着重研究了地面站中500mm大口径主镜柔性支撑的点位分布及结构尺寸。让主镜组件既满足刚度需求, 也具有柔度缓解其自身动态误差。在Isight平台建立光机热耦合的优化流程。运用Zernike多项式拟合面形得到精准的镜面RMS值; 并以此为优化目标, 获取柔性支撑点位的最优解及柔性杆尺寸参数的最优解。经过优化, 主镜组件可适应温度范围扩大了约30℃; 在俯仰角度变化下, 主镜RMS值下降约2nm。对设备进行了相关试验, 主镜面形均满足指标要求小于0.08λ。
激光通信 主镜面形 动态误差 光机热耦合 柔性支撑优化设计 laser communication main mirror shape dynamic error optical, mechanical and thermal coupling optimal design of the flexible support
红外与激光工程
2023, 52(5): 20220742
1 国防科技大学前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室,湖南 长沙 410073
3 脉冲功率技术国家重点实验室,湖南 长沙 410073
4 国防科技大学试验训练基地,陕西 西安 710106
近年来,人工智能科技的普及为激光领域的科技教育注入了新动力,进一步推动了激光行业的快速发展并拓宽了应用范围。从激光器件优化设计、激光器系统结构优化设计、光束智能控制及优化、激光特性的精确表征与预测、激光器应用效能优化等5个方面介绍了人工智能对激光领域的赋能效果,并对未来两个学科的双向赋能进行了初步分析和展望。
激光技术 人工智能 机器学习 智能控制 优化设计 中国激光
2023, 50(11): 1101001