1 山东交通学院 轨道交通学院，山东 济南 250357
2 西安市智慧高速公路信息融合与控制重点实验室，陕西 西安 710064
3 济南重工集团有限公司， 山东 济南 250109
4 长安大学 电子与控制工程学院，陕西 西安 710064
为了解决目前国内自主研发的激光位移传感器基准工作距离短和测量范围小的问题，设计了一种适用于远距离测量的大量程激光位移传感器成像光学系统。基于激光三角测量原理，结合具体使用要求计算了大量程激光位移传感器的性能指标和成像光学系统的设计参数。选择5片式透镜结构作为系统的初始结构，利用光学设计软件对大量程激光位移传感器成像光学系统进行了仿真，完成了系统优化和性能分析，实现了基准工作距离为1 000 mm、量程为±500 mm、分辨率为0.4 mm的大量程激光位移传感器成像系统设计。结果表明，在测量范围±500 mm内，系统均可以满足成像质量要求。该激光位移传感器成像系统具有工作距离远、测量量程大、结构简单的特点，可满足1 000 mm远距离处大量程范围的测量使用要求。
激光位移传感器 激光三角测量 大量程 成像系统 光学设计 laser displacement sensor laser triangulation wide range imaging system optical design
1 北京理工大学, 北京 100081
2 光电信息控制和安全技术重点实验室, 天津 300308
随着人们对光学仪器分辨率的不懈追求, 出现了超分辨这一概念。文中主要研究介绍了显微镜和投影光刻系统中的几种光学超分辨技术, 并比较了两类系统超分辨技术的不同和联系, 对光学超分辨技术进行总结。
超分辨 显微镜 投影光刻系统 分辨率 super-resolution microscopy projection lithography system optical instrument resolution
1 北京理工大学 光电学院, 北京 100081
2 中国北方车辆研究所, 北京 100081
为了实现无遮拦、宽谱段、动态的局部高分辨成像, 设计了一种局部高分辨率的离轴主动反射变焦系统。该系统将离轴主动反射式变焦理论和局部动态高分辨率成像理论相结合, 实现了宽谱段范围内不同焦距处的动态局部高分辨成像。采用曲率半径可变的变形镜实现变焦, 避免了传统机械变焦中复杂的机械运动控制, 减轻了系统体积和重量并有效地保证了系统的宽谱段和大视场; 通过对变形镜面形的控制, 在不同焦距处实现了全视场内任意感兴趣区域的局部高分辨成像, 降低了数据传输量; 而采用无色差的反射式系统则克服了传统透射式及折反射式系统只能实现单色局部高分辨成像的缺点。经过优化设计,系统在可见光范围内成像, 焦距f′为75 mm(视场角FOV为x: 0°~0.5°, y: 3°~10°)~150 mm(FOV为x: 0°~0.5°, y: 1.7°~5°), F/#为7~14。理论和仿真分析表明, 系统在各焦距处感兴趣区域内的成像质量均可达到衍射极限, 实现了全视场内任意区域动态局部高分辨的成像效果。
光学系统设计: 离轴反射变焦系统 局部高分辨成像 主动光学 变形镜 optical system design off axis reflective zoom system local high-resolution imaging active optics deformable mirror
