长春理工大学 光电工程学院，吉林 长春 130022
为了使遥感相机同时具备大视场搜索和多波段高分辨成像功能，提出了一种成像与搜索模块一体化的遥感相机光学系统。大视场搜索模块采用离轴四反结构，通过推扫的模式对目标区域进行扫描；小视场成像模块通过次镜分光，实现可见光和中波红外同时高分辨成像。各系统复用大口径主镜有效降低了遥感相机的体积和质量。当轨道高度为500 km时，该系统可实现以8 m的地面分辨率对33 km线宽的地面进行推扫搜索，确定目标后，通过调整卫星姿态，使可见光和中波红外成像模块分别以 0.45 m 和 3.2 m 的分辨率对地面目标进行高分辨凝视成像。公差分析结果表明，可见光成像模块、中波红外成像模块以及搜索模块各视场的调制传递函数（MTF）分别在其奈奎斯特频率处（133 lp/mm、20 lp/mm和33 lp/mm）均大于0.2。该系统能够满足实际加工和装调要求，为实现紧凑型空间光学系统的设计提供了一种可行性方案。
光学设计 一体化光学系统 遥感相机 多波段 optical design integrative optical system remote sensing camera multi-waveband 红外与激光工程
2023, 52(10): 20230066
长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
在一些环境比较恶劣的情况下,需要密封使用的变倍望远镜,经常会将转像及变焦集成到目镜上,这样更有利于整体进行密封设计。因此设计了一种在可见光波段具有实像面转像变焦目镜的方案。通过对目镜初始结构的分析,高斯光学的计算,运用Zemax软件对选定结构进行优化设计,得到三组元4倍变焦目镜。目镜在变焦时入瞳的位置保持不变,出瞳位置的变化在3 mm之内。传递函数曲线、畸变和倍率色差均符合目视光学系统的设计要求。根据动态光学理论,用Matlab软件设计了凸轮曲线,使得变焦的过程中像面比较稳定,调焦平滑。虽然目镜结构略显复杂,但光学镜片均采用球面,降低了整体目镜的成本,而且便于加工装配。
光学设计 变焦目镜 三组元 凸轮曲线 激光与光电子学进展
2018, 55(3): 032201
长春理工大学 光电工程学院, 吉林 长春 130022
为提高氮化镓(GaN)基发光二极管(LED)的光提取效率, 基于等效介质理论设计了底面100%占空比、半径为320 nm的正方形孔径纳米半球阵列。利用时域有限差分法(FDTD)对正方形孔径纳米半球阵列结构底面占空比、半径对光提取效率的影响进行了仿真计算研究。仿真结果表明: LED p-GaN表面刻蚀半径为320 nm、底面占空比为100%的正方形孔径纳米半球阵列的光提取效率最优。采用电子束曝光配合热回流技术和ICP刻蚀完成正方形孔径纳米半球阵列的GaN基LED制作及测试实验。结果表明: 在20 mA和150 mA工作电流下, 有微纳结构的LED较无微纳结构的参考样品的发光效率分别提高4.67倍和4.59倍, 计算结果与实验结果比较一致, 说明加入方形孔径纳米半球阵列可以有效提高LED光提取效率。
发光二极管 时域有限差分法 纳米半球 光提取效率 电致发光 LED finite-difference time-domain method nano-hemisphere light extraction efficiency electroluminescence
