非球面在红外成像导引头中的应用研究

本文介绍了红外导引头对光学系统的要求和非球面在光学系统应用中的特点,通过设计实例对比阐述了非球面在红外导引头应用中的优势。非球面可有效的提高光学系统成像质量、减少系统所需的透镜数量、降低光学系统重量、满足光学系统的小型化．的要求,在红外导引头光学系统设计中具有十分广阔的应用前景。     

浸没式光刻系统中光束扩束系统的设计

在超大规模集成电路中,为了满足45nm节点光刻曝光光学系统对高分辨率的要求,设计了一种光束扩束系统,用于提高照明系统的均匀性。由于准分子激光器在水平和垂直方向上光束发散角有较大差异,从激光器到照明系统的传输光路最长达20m,垂直方向激光最大发散角达到2.1mrad,若不对出射的激光束进行准直,则激光传输20m后,激光光斑尺寸将达到54.5mm以上,这对后续的系统设计都是不利的,因而必须首先对激光器出射光束进行准直,然后再传输。通过调节X向柱面镜与Y向柱面镜之间的距离,即第一光学面(球面镜前表面)到Y方向柱面镜后表面距离调整为122.058mm时消除了这种影响,保证输出光束满足指标要求。     

天文光学的一些研究

大望远镜光学系统是天文光学的主要对象,折轴系统是大望远镜四个主要的光学系统之一.传统望远镜的折轴系统与Cassegrain系统有不同的副镜,需要转换,不仅增加了机械结构的复杂性,更严重的是往往降低了光学系统准直的精度,使象质变坏.早在60年代,我就提出了折轴系统和Cassegrain系统共用同一个副     

一种紧凑型大变倍比红外三视场光学系统

针对传统的透射式红外系统口径受限,反射式系统视场较小的特点,提出了一种基于卡式次镜切换的大变倍比红外三视场光学系统,充分利用反射系统增大系统的口径和焦距,提高作用距离,同时在次镜处切换不同透镜组,实现了光学大、中视场,能够满足机载光学系统大视场导航观测,中视场识别,小视场远距探测的要求。该设计利用卡式系统能够折转光路压缩空间的作用,红外系统工作波段3.7μm～4.8μm,探测器F数3,光学系统焦距为600mm、150mm、20mm,整个光学系统总长小于220mm,同时实现了光学系统大变倍比和紧凑化设计。     

从天文光学爱好者到研究者 潘君骅院士谈留苏岁月

潘君骅院士出生于1930年的上海吴淞,1952年毕业于清华大学机械工程系,后进入中国科学院长春仪器馆工作,1956年赴苏联留学,学习天文光学,1960年获苏联科学院普尔科沃天文台副博士学位,回国后到中国科学院长春光学精密机械研究所工作,并立刻带动了中国光学加工与检验领域的发展,实现了大口径望远镜领域的突破。他长期从事光学仪器的研制、加工和检验工作,对各种光学非球面的设计、精密加工及检验进行了卓有成效的研究。他提出了大望远镜二次凸面副镜的新检验方法;设计出多种大型远望镜和特殊非球面光学仪器设备;在研制中国大型靶场光学设备的过程中建立了一套重要的光学加工和检测技术;解决了光学非球面加工的关键技术难题;主持完成了中国和当时远东最大的2.16米光学天文望远镜的研制;开拓了中国的非球面设计、加工与检验新领域,为中国应用光学的发展做出了重要贡献。     

光栅衍射效率测试仪前置单色仪光学系统设计

光栅衍射效率是衡量光栅性能的重要参数,光栅衍射效率测试系统由光源,前置单色仪,测试用单色仪和探测器这四部分组成,前置单色仪主要是输出所需的单色光并在一定范围内连续可调,本文具体介绍前置单色仪的光学系统设计和模拟,其光学系统像面点列图和实际光线的追迹数据也已经给出。设计的结果保证了仪器光学系统的测量准确性。     

光学镜组定中心方法的研究

光学系统镜组安装过程中不可避免会产生误差,利用光轴拟合方法找到光学镜组的最佳光轴,可以减小这种误差。介绍了三种光学系统镜组中心偏最佳光轴拟合计算方法,对三种方法的计算原理和计算过程进行了分析。     

大视场激光扫描系统

本文设计了大视场二维激光扫描系统.扫描系统以多面体转镜作为扫描器,F-θ透镜作聚焦系统.F-θ透镜不同于普通的光学透镜,通常用于激光扫描系统,将激光束聚焦,利用其线性扫描特性实现线性扫描,系统的扫描特性主要决定于F-θ透镜的聚焦特性.所设计的F-θ透镜系统实现了x方向356mm视场的扫描,分辨率达到35微米,y方向通过滚珠丝杠实现无限长度扫描.用CODE V进行了光学系统性能评价,系统的聚焦特性在整视场达到了衍射极限并满足系统要求.在现有的实验条件下,对光学聚焦系统进行了检测,在不同视场下的聚焦光斑直径都约为30μm,与光学系统理论设计参数基本吻合,而且符合F-θ特性,达到了预期性能.     

非球面面型检测新原理研究

深入比较了非球面光学元件与球面元件间的优缺点,讨论了非球面光学元件面型精度检测的重要性,调研了当前国内外非球面光学元件面型检测技术的相关方法,综述了当前非球面光学元件面型检测方法的实现的难易点及不足,最终提出非球面面型检测新方法,给出了检测新原理的具体实施方案。     

大视场激光扫描系统

本文设计了大视场二维激光扫描系统。扫描系统以多面体转镜作为扫描器，F-θ透镜作聚焦系统。F-θ透镜不同于普通的光学透镜，通常用于激光扫描系统，将激光束聚焦，利用其线性扫描特性实现线性扫描，系统的扫描特性主要决定于F-θ透镜的聚焦特性。所设计的F-θ透镜系统实现了X方向356mm视场的扫描，分辨率达到35微米，y方向通过滚珠丝杠实现无限长度扫描。用CODEV进行了光学系统性能评价，系统的聚焦特性在整视场达到了衍射极限并满足系统要求。在现有的实验条件下，对光学聚焦系统进行了检测，在不同视场下的聚焦光斑直径都约为30μm，与光学系统理论设计参数基本吻合，而且符合F-θ特性，达到了预期性能。     

基于改善红外光学系统离焦变量的三次位相板波前编码技术浅析

在红外光学系统中,为增大光学系统焦深,通常需要减小系统光圈,该方法会降低系统角分辨率和信噪比等参数,使光学系统最终难以获取高频信息图像。波前编码技术结合了光学成像和图像处理算法,实现了大焦深的设计,使系统在一定范围内的离焦均具有较高的MTF,最终实现了光学系统焦深的拓展,提高了光学系统的应用范围和可靠性。     

矿井主通风机自动化控制技术的研究与应用

针对矿井在扩产中出现的新问题,在充分满足矿井扩产需要的远景设计用风量的同时,应用自动化和变频节能技术对主通风系统进行了优化设计,取得了明显的节能效果,增强了通风机运转的可靠性与安全性,提高了主通风系统的自动化水平,为建设数字化绿色矿山奠定了坚实基础。     

刘桥一矿主井提升系统改造可行性分析

刘桥一矿采煤机械化程度在不断提高,现有的主井提升能力已不能满足矿井生产需要,需对主井提升系统进行改造。本文主要从主井改造的设计、施工、效益等方面对主井提升系统改造的可行性进行了分析。     

变焦系统的光学设计——以“可变倍激光扩束系统的设计和优化”为例

本文的可变倍扩束镜的变焦部分采用三组元的机械补偿式结构,通过参数计算、变焦方程求解以及焦距公式求解相关参数,利用ZEMAX仿真优化,其扩束比为2.5×～5×。在定焦扩束比为4×的基础上,得到一个入射光口径为1mm,扩束比为10×～20×的可变倍扩束镜。     

波前编码景深延拓照相系统的仿真研究

本文利用Zemax光学设计软件设计一个景深延拓照相系统,并分别对传统光学系统和波前编码景深延拓照相系统在不同离焦情况下进行了成像模拟。证明了波前编码景深延拓照相系统在滤波前在不同的离焦下所成的图像具有相似的模糊,在滤波后系统能够在较大范围内成清晰像。     

矩形光束通过激光发射系统的传输仿真

利用Zemax的物理光学传播功能,模拟了10.6m矩形光束及其通过某激光发射系统的传输过程,分析了该矩形光束通过发射系统的扩束比、发散角及能量变化情况,并与理想情况下的高斯光束传输情况进行了比对。结果表明这种仿真方法比较简便易行,设计的发射光学系统可以达到使用要求。     

矩形光束通过激光发射系统的传输仿真

利用Zemax的物理光学传播功能,模拟了10．6um矩形光束及其通过某激光发射系统的传输过程,分析了该矩形光束通过发射系统的扩柬比、发散角及能量变化情况,并与理想情况下的高斯光束传输情况进行了比对。结果表明这种仿真方法比较简便易行,设计的发射光学系统可以达到使用要求。     

基于英飞凌的CAN总线数据采集网络节点的设计

文章提出了一种基于英飞凌微控制器XC164CS的CAN总线分布式智能测控节点的设计,给出了系统硬件框图、软件流程图、电路原理图,所设计节点实现方法简单,外扩器件少,结构合理,可靠性高,且节点扩展方便,已用于某工业现场,波特率为10Kbps。     

我国新一代“人造太阳”实验装置基本达到设计目标

我国新一代"人造太阳"实验装置(EAST)中性束注入系统(NBI)近日完成了氢离子束功率3兆瓦、脉冲宽度500毫秒的高能量离子束引出实验。本轮实验获得的束能量和功率创下国内纪录,并基本达到EAST项目设计目标。这标志着我国自行研制的具有国际先进水平的中性束注入系统基本克服所有重大技术难关。     

基于物联网络的农业灌溉节水控制系统设计

针对农业灌溉中的水资源浪费问题与节水控制问题,设计了一种基于物联网络的农业灌溉节水控制系统,给出了系统的总体结构,主要包括温湿度传感器、电磁阀控制模块、Zig Bee控制节点、远程控制中心、变频控制模块构成。设计了系统灌溉电磁阀控制电路,通过脉冲对电磁阀的启动和停止进行控制,给出详细的实现过程。介绍了Zigbee节点电路,在采集终端中,将SL-5VB保护型温湿度变送器作为温湿度传感器,给出传感器接口电路。软件设计中,介绍了软件主界面和主控制程序流程图,给出节水灌溉系统工作模式关键代码和配置IO口功能代码。实验结果表明,所设计系统能够及时调节土壤的湿度值,达到了节水的目的,同时能耗少,灌溉精度高。