离轴
- EAST 反磁剪切qmin ≈ 2 条件下磁流体力学不稳定性及内部输运垒物理实验结果简述*
联物理过程: “离轴锯齿”和双撕裂模不稳定性;快离子激发的阿尔芬波不稳定性;热粒子激发的低频模不稳定性等.首先,“离轴锯齿”是判断实验条件qmin ≤2的重要依据.文中详细介绍了“离轴锯齿”的激发条件、分类方式和先兆模结构等基本特征,其崩塌事件由m/n=2/1 双撕裂模磁重联诱发产生.其次,在“离轴锯齿”振荡期间,快离子很容易激发比压阿尔芬本征模和反剪切阿尔芬本征模.这两类阿尔芬本征模的环向模数为 1 ≤n ≤5,径向位置为环向区域1.98 m ≤R ≤2
物理学报 2023年21期2023-11-24
- 离轴四反光学系统的多物理场耦合仿真
龙〈系统与设计〉离轴四反光学系统的多物理场耦合仿真董树林，金 宁，李 晶，杨开宇，杨 丹，普 龙（昆明物理研究所，云南 昆明 650223）光机热仿真分析是预测光学系统光学性能及结构优化的有效手段，本文提出了一种基于有限元仿真分析软件COMSOL Multiphysics，耦合固体传热学、固体力学以及几何光学的多物理场耦合建模方法，实现了离轴四反光学系统的光机热一体化仿真，避免了传统的光机热仿真分析在不同软件间信息传递和转换的过程，提高了仿真的集成性。本文
红外技术 2023年10期2023-11-02
- 高光学效率可见红外共口径/视场离轴系统设计
红外共口径/视场离轴系统设计贾永丹1,2孙建1,2聂云松1,2（1 北京空间机电研究所，北京 100094） （2先进光学遥感技术北京市重点实验室，北京 100094）针对高光学效率可见红外共口径光学系统的应用需求，基于光学效率的定义分析了影响光学系统效率的主要因素，确定了采用离轴反射式共视场光学系统实现高光学效率的技术路线。比对了可见红外共口径/视场离轴光学系统的主流构型，提出了一种共用主次镜的紧凑型全反射式离轴系统构型。给出了光学系统设计实例，其技术指
航天返回与遥感 2023年1期2023-03-20
- 基于高速离轴全息可视化方法的Al/AP/HTPB推进剂燃烧性能研究
研究采用高速数字离轴全息技术研究了Al/AP/HTPB推进剂燃烧过程，并从一系列时间分辨的全息图中研究了推进剂燃烧过程中铝颗粒的三维分布和运动过程，分析了燃烧过程中铝颗粒的典型行为。相比于同轴数字全息技术，离轴数字全息技术不存在孪生像的干扰，重建图像更为清晰。同时，离轴全息配置使得参考光能够绕开火焰，在一定程度上消除了火焰所带来的像差。研究表明高速数字离轴全息三维成像技术在固体推进剂燃烧时间分辨三维可视化研究方面具有较强的实用性，并具有广阔的应用前景。1
火炸药学报 2023年2期2023-03-11
- 低畸变离轴三反光学系统设计
120″[2]。离轴反射式光学系统由于无中心遮拦、工作波段宽、无色差等优点可应用于星模拟器设计中，但由于反射镜优化变量少，离轴式光学系统像差不易控制。因此借助自由曲面良好的面型表征能力和平衡非对称像差的优势，使离轴反射式大视场、低畸变的光学系统设计成为可能。1 光学系统设计理论1.1 初始结构求解方法离轴反射式系统通常求解方式是将共轴光学系统添加孔径偏心量和视场倾斜角，来获得理想的离轴反射式系统初始结构。对于同轴系统，三阶像差表达式为：式中，S1、S2、S
长春理工大学学报（自然科学版） 2022年6期2022-12-28
- 离轴光学系统的畸变分析及焦距测量
视场的成像需求，离轴光学系统已逐渐成为空间光学遥感器的重要发展趋势。离轴光学系统具有更多的设计自由度，且没有中心遮拦、调制传递函数高等诸多优点，可满足空间光学遥感器对地观测的高分辨率、大幅宽需求［1-4］。在离轴光学系统的畸变分析及测量方面，北京空间机电研究所针对超宽视场的离轴光学系统开展了全视场畸变的一致性校正技术研究，相关研究成果成功应用于两台超宽视场离轴系统的装调校正，取得了良好的效果［5］；中科院长春光机所针对离轴三反光学系统，开展了镜头像面畸变标
光学精密工程 2022年22期2022-11-28
- 分孔径离轴同时偏振超分辨率成像光学系统像差校正*
对该初始结构进行离轴处理并进一步优化,编写自定义优化评价函数,严格控制各子孔径和各视场在中间像面和最终像面上主光线落点位置,从而有效地抑制最终系统中的畸变,避免超分辨重建过程中的镜元和像元失配误差,提高重建质量.最终完成了四子孔径自由曲面离轴反射式超分辨成像光学系统的设计,其相对孔径大(F#=2.5),结构紧凑,各个偏振通道成像质量接近衍射极限.以上像差校正原理及像质优化方法可有效指导超宽波段同时偏振超分辨率成像光学系统的设计.1 引言偏振探测是一种新兴的
物理学报 2022年21期2022-11-14
- 离轴三反望远镜轴向与横向失调量像差耦合特性
发挥着巨大作用。离轴系统相比于同轴系统不存在口径遮拦，在椭率观测等方面具有诸多优势[2]。因此，大口径离轴天文望远系统获得了广泛关注，保证其成像质量具有重要意义。光学系统的成像质量通常取决于设计、加工以及装调。对于离轴三反系统的设计，科研人员提出了一系列设计方法并设计出了满足不同需求的三反系统[3]。大口径光学反射镜的加工、检测技术也获得了极大的关注，以中国科学院长春光学精密机械与物理研究所为代表的科研机构取得了丰硕的成果[4-7]。大口径镜面易受外热流波
中国光学 2022年4期2022-09-07
- 一种含自由曲面的离轴三反光学系统设计
09)1 引 言离轴三反光学系统一般由三个离轴反射镜组成,通过合理设置三个反射镜的离轴量、倾斜量、间距、面型等参数,可以实现无遮挡无色差高质量的成像光学系统设计方案。离轴三反射镜光学系统由于采用纯反射元件因此无系统色差,在设计中将反射镜与安装结构采用同一材料,这样光学与机械结构有着相同的热膨胀系数,从理论上将系统无热差。因此离轴三反系统宽光谱成像仪、航天航空侦查观测方面有着广阔的应用前景[1]。由于离轴三反光学系统为一非对称倾斜光学系统,采用传统设计手段很
激光与红外 2022年7期2022-08-08
- 共面转换液晶显示器中降低离轴漏光的光学补偿方法
液晶显示器中降低离轴漏光的光学补偿方法隆竹辉，张美珊，马红梅，孙玉宝*（河北工业大学 应用物理系，天津 300401）本文综述了在共面转换液晶显示器中使用光学补偿膜降低离轴漏光的方法，应用模拟软件研究了可见光的暗态漏光。首先总结了使用双轴膜补偿方法，发现两个双轴膜的补偿效果优于一个双轴膜；研究和比较了6种单轴膜补偿方法，获得了离轴漏光接近于零的方法；最后研究了8种补偿方法暗态漏光的角度依赖性和波长依赖性。通过光学补偿膜提高液晶显示器中的宽视角特性具有重要的
液晶与显示 2022年7期2022-07-07
- 基于自由曲面的紧凑型离轴三反无焦系统设计
高的要求［1］。离轴三反光学系统具有无色差、工作波段宽［2］，无中心遮拦［3］，结构简单［4］等优点，结构紧凑的离轴三反光学系统可以减轻卫星平台承受重量，减小容纳空间［5］，提高空间利用率，越来越多地应用于资源普查、灾害预警、气象观测等领域。自由曲面具有多自由度［6］，强像差校正能力，打破了旋转对称的约束，适合校正离轴系统引起的非旋转对称像差［7］，同时可以减少系统中元件的数量，减小光学系统的体积及重量。将自由曲面应用到离轴三反射光学系统中，有利于压缩系统
光子学报 2022年5期2022-06-28
- 可见光/红外双波段离轴四反光学系统设计
构又可分为同轴和离轴两类,同轴反射式结构由于视场角较小,次镜对主镜中心存在遮拦导致光能利用效率降低,导致成像质量下降等问题,使其应用具有一定局限性;而离轴反射式结构能避免同轴结构带来的上述问题,使得目前该种结构的反射光学系统得到了广泛应用,研究人员对该类系统的设计方法进行了不断探索[4,5]。根据光学系统中含有的反射镜数量,它能分成离轴三反、四反和五反等。由于离轴五反光学系统镜片数量多、成本高且安装调整难度大,其在实际中很少应用,目前研究基本上聚焦于离轴三
量子电子学报 2022年3期2022-06-10
- 离轴两反无焦系统镜面结构选择及优化
题，通常采用光阑离轴、视场离轴或是两者相结合的方法将同轴系统离轴化，避免中心遮拦，提高系统分辨率[3]。其中离轴两反光学系统由于结构简单，加工和装调难度相对较小，稳定性好等，因此具有较好的实用性。2013年，姜凯[5]利用离轴两反无焦光学系统作为离轴折反式中波红外连续变焦光学系统的入口端，使系统在250 mm～2 000 mm 焦距范围内连续变焦，且系统无遮拦，满足100%冷光阑效率，成像质量良好。2018年，郭占立[6]同样用离轴两反无焦光学系统作为可见
应用光学 2022年2期2022-04-25
- 结合线性回归的离轴数字全息去载波相位恢复算法*
)为实现仅用一幅离轴数字全息图便能直接恢复相位，提出一种利用空间载波相移技术(spatial carrier phase shift，SCPS)和线性回归相结合的离轴数字全息去载波相位恢复算法.首先，利用SCPS 将一幅离轴数字全息图分为四幅含有载波相移的全息图，其中载波相移由沿行、列两个方向的正交载波所引入;然后，将四幅载波相移全息图作为输入，将所求物体相位和两个正交的载波作为未知量，结合最小二乘法和线性回归同时求出载波和相位信息.相较于已有的去载波技术
物理学报 2022年4期2022-03-04
- 激光雷达接收光学系统结构研究
镜偏离光轴，形成离轴光学系统。离轴反射式光学系统相较于典型的共轴反射式系统，具有更多的可变参量，有利于轴外像差的校正，进而提升了轴外视场的成像质量，扩大接收光学系统的视场，同时满足大口径、结构紧凑的要求[5-7]。对于离轴三反光学系统，3个反射镜仅在离轴方向进行偏离，有利于光学系统的检测、加工、装配；若3个反射镜均有离轴且存在一定的倾斜角度，虽然增加了可变参量，有利于像差的校正，但对加工、装配的精度要求高。因此，为了保证系统的加工、装配的简易性，在选择初始
光源与照明 2021年6期2022-01-12
- 星载大视场多光谱成像光学系统设计
、三镜均为球面的离轴三反四通道光学系统，其焦距360mm、相对孔径为1/6、视场角13°×5°、工作波段0.4～1.1mm、地面像元分辨率5m、全视场畸变小于5%。加工、装调后的整机系统实测MTF（Modulation Transfer Function）曲线在奈奎斯特频率100lp/mm处均大于0.25，同时系统所占空间面积仅为245mm×423mm、整机重量仅13.82kg，从而实现了系统大视场、无遮挡、多通道、体积包络的小型化。空间遥感；离轴三反；光
红外技术 2021年11期2021-11-27
- Design of off-axis multi-reflective optical system based on particle swarm optimization
cture图1 离轴六反光学系统结构示意图2.2 Aberration analysis of the object-side mirror group (Group 1)As shown in Figure 2, the height of the center of the field of view on the object side isy, the aperture angle of the object side isu1, and the
中国光学 2021年6期2021-11-25
- 大焦深离轴超透镜的设计与制作*
一种具有大焦深的离轴超透镜.利用相位叠加的设计方法,将偏转与聚焦这两个功能合二为一以实现离轴聚焦,并通过优化入射孔径和离轴偏转角来增大焦深.实验结果表明:当入射电磁波的频率为9 GHz 时,离轴偏转角为27.5°,焦距为335.4 mm,这与30° 和350 mm 的预设值比较符合.在8,9 和10 GHz 三个频率下的焦深分别为263.2,278.5 和298.2 mm,分别对应波长的7.02 倍、8.36 倍和9.98 倍.该离轴超透镜结构简单,具有良
物理学报 2021年19期2021-11-01
- 应用于大视场生物成像分析仪的离轴三反显微物镜设计
为基础，采用视场离轴的方式设计了一款光谱范围为350~1 100 nm、放大倍数β=−1，视场范围为150 mm×20 mm，相对孔径大于0.1的用于大视场生物成像分析的离轴三反显微物镜，模拟分析了该离轴三反显微物镜的成像质量，建立了大视场生物成像分析仪系统检出性能评价方法，最后使用该系统检测带有荧光标记的靶细胞，对大视场生物成像分析仪进行性能评价。2 光学结构和系统参数2.1 系统技术指标样品前处理需要对7.5 ml全血进行红细胞裂解，剩余至少7.5×1
中国光学 2021年5期2021-10-10
- 远心同-离轴混合数字全息高分辨率重建方法*
01)现存的同-离轴混合数字全息技术可同时解决同轴全息共轭像消除困难和离轴全息分辨率受限的问题,但需预测衍射距离, 不仅复杂耗时, 且精度有限; 而远心成像技术可获得非衍射图像, 无需预测衍射距离, 并具有可消除球面像差和散焦像差等特性.因此, 本文将远心成像技术引入同-离轴混合数字全息技术中, 提出一种远心同-离轴混合数字全息高分辨率重建方法.该方法利用远心同-离轴混合数字全息系统, 分别采集聚焦的离轴全息图和同轴全息图; 进而将离轴全息图获得的低分辨率
物理学报 2021年15期2021-08-14
- 多路分光星载激光雷达接收光学系统设计
易于加工、装调的离轴三反光学系统，其焦距为1 000 mm，F数为 10，全视场 2°×0.4°，反射镜面型均为二次曲面。2018年李旭阳等人[3]设计了一款大视场离轴三反光学系统，该系统应用于空间相机。其光学系统焦距为2 000 mm，F数为12，视场角为35°×1°，系统能量集中度高，成像质量接近衍射极限。其主镜和三镜采用X、Y多项式自由曲面设计，对加工难度提出了较高的要求。以上系统虽然像质较好，但由于口径较小，均难以实现长距离微弱信号接收。2018年
长春理工大学学报（自然科学版） 2021年2期2021-04-29
- 基于离轴数字全息改善散斑自相关重建效果
技术的基础上提出离轴全息技术[12]。同时，基于统计光学的全息图散斑相关2D/3D 成像技术也被提出，并用于散射成像领域[13-16]。在已经提出的这些方案中，基于散斑自相关的成像方法主要是针对成像目标的几何尺寸位于散射介质的光学记忆效应范围内的情况，不过在应用该方法的过程中，由于成像环境噪声和仪器热噪声的存在，使得在利用单帧散斑自相关和相位恢复算法重建成像目标时，不能有效地抑制噪声来得到较好的重建效果。在本文中，针对成像目标位于散射介质的光学记忆效应范围
应用光学 2021年2期2021-04-12
- 离轴涡旋光束在海洋湍流传输过程中的光斑演变
潜力[1-4].离轴涡旋光束是一种相位奇点偏离光斑中心的光束[5].利用螺旋相位板获得涡旋光束实验中，螺旋相位板中心很难与激光束中心完全重合，会存在一个微小的偏移量，此时产生的光束相位奇点位置会偏离光束中心，称为离轴涡旋光束.正是由于离轴涡旋光束在实验中经常出现，因此对其传输特性研究具有重要的意义.涡旋光束在自由空间和大气、海洋湍流环境下的传输特性也越来越受到关注[6-9].研究发现涡旋光束在海洋湍流中传输，光斑会逐渐扩散且不稳定，闪烁因子会随着传输距离的
江苏科技大学学报(自然科学版) 2021年6期2021-03-04
- 高功率高纯度远场矢量光束特性研究
束的子光束数量、离轴距离、束腰半径等因素对相干合成远场矢量光束的功率与偏振涡旋模式纯度的影响,对高功率高纯度远场矢量光束的传输特性进行了研究.1 原理阵列矢量光束由多个相同的子光束组成,呈环形分布,如图1所示.图1 阵列矢量光束径向分布排列方式单个矢量光束可表示为2 数值仿真与结果分析采用波动光学仿真的方法,研究子光束数量、离轴距离、束腰半径对阵列矢量光束在自由空间中传输的远场光学特性的影响.实验中,以径向矢量光束为例,按照径向排布构建阵列矢量光束.设定子
湖南理工学院学报（自然科学版） 2021年1期2021-01-29
- 超宽视场离轴光学系统畸变一致性校正技术
测需求，超宽视场离轴光学系统已成为空间光学遥感器的重要发展趋势[1]。离轴光学系统具有更多设计自由度，可消除轴外像差，具有更加优异的性能，能实现更大视场范围内各性能达到指标，满足相机大幅宽的要求。本文介绍的某海岸带成像仪相机采用两台超宽视场离轴光学系统，单台光学系统视场角为32◦×1.3°，相机存在弧形畸变且畸变较大。光学设计最大相对畸变＜4%，相机畸变和线阵平行性不一致，都将直接导致最终两台相机图像的拼接质量，因此开展畸变一致性装调校正十分必要。目前国内
应用光学 2020年5期2020-09-29
- 某型飞机平显“导弹导引头位标器”不随动故障分析及解决措施
查，在“定轴扫描离轴发射”攻击方式下，导引头截获目标后，平显画面中“导引头位标器”菱形符号放大，按下“导弹解锁”按钮时，在导弹附近能听到导引头解锁的声音，但平显中的“导引头位标器”菱形符号固定在武器十字线上不随动（正常情况下，平显中的“导引头位标器”菱形符号应能跟随目标随动）。故障画面如图1 所示。进一步检查发现，“定轴扫描雷达随动”攻击方式下也存在同样问题。2 机理分析2.1 导弹工作方式该型导弹的搜索、截获、跟踪分为定轴和离轴两种方式。定轴搜索时，导弹
航空维修与工程 2020年6期2020-09-21
- 一种小型化的离轴旋转光通信系统设计
限制，就需要一种离轴旋转光通信系统。上海理工大学的科研人员发明了一种离轴旋转光通信系统[7,8,9]，该系统由准直器、分光路器、单模光纤、视频采集卡及PC等组成。它的外形尺寸相当于一个φ210 mm×300 mm的一个圆柱体，它适用于在某些大型化的旋转仪器设备中进行光通信。由于它采用了口径较大的光纤准直器对光纤发出的信号光进行准直，这样便可以使用尽量少的发射光路和接收光路，因此电路部分得到了大大的简化。文献[7]中所涉及的离轴旋转光通信系统，有4路发射光路
广东通信技术 2020年5期2020-06-17
- 二维大视场紧凑型离轴四反光学系统设计
二维大视场紧凑型离轴四反光学系统设计刘璐 胡斌 周峰 王钰（北京空间机电研究所，北京 100094）针对空间红外遥感领域轻量化、系统时间分辨率高的需求，设计了一款二维大视场紧凑型离轴四反光学系统，该系统工作谱段为2.70~7.50μm，系统焦距为500mm，数为3.5，视场角为18°×10°。光学系统设计采用了新型折叠光路型式，得到了灵巧紧凑的系统结构；利用XY多项式自由曲面面型描述方法对光学系统的各个镜面进行拟合，并结合标准Zernike多项式进行像差分
航天返回与遥感 2020年1期2020-04-24
- 基于超表面的太赫兹复用成像
相位梯度实现光束离轴提供了理论指导[5]。随后，Huang等利用矩形小棍基于相位梯度理论实现了异常折射，并证明了小棍在旋转了一个角度后，出射光会有一个两倍旋转角的相位延迟[6]，该相位也称Pancharatnam–Berry phase。在此之后基于超表面的功能器件大量涌现：Ni等和Larouche等使用多层和单层的超表面分别在红外和可见光波段实现了超表面的全息成像[13-14]；Chen等通过偏振响应各异的天线，实现在两种偏振态下各自独立的图像复现[15
光学仪器 2020年1期2020-04-21
- 离轴非球面零位补偿检验的非线性畸变校正
00049)引言离轴非球面具有大视场、无中心遮拦及像质接近衍射极限等优点，使其在空间光学系统的应用越来越广泛[1]。由于对离轴非球面元件在口径、波段、精度、质量以及材料等方面的应用要求越来越高，实现离轴非球面元件的高精度光学检验是制造离轴非球面光学系统的核心[2-3]。目前，零位补偿法是大口径离轴非球面终检阶段的常规方法[4]，常用的辅助光学元件有Offner补偿器、Dall补偿器及计算全息(CGH)等，但无论是使用补偿透镜还是二元衍射元件，面形图都存在一
应用光学 2019年4期2019-10-10
- 基于矢量像差理论的离轴反射光学系统初始结构设计*
于同轴反射系统,离轴反射系统不存在中心遮拦,能量利用率高,因此离轴反射光学系统被广泛应用于空间光学系统中[1−3].离轴反射光学系统由于非旋转对称,像差分布形式比较复杂,另外还需要避免光线发生遮挡,因此离轴反射光学系统设计是光学设计领域的难点.通过轴对称光学系统的赛德尔像差理论求解同轴反射光学系统结构再进行离轴设计是比较常用的离轴反射光学系统设计方法[4−6]; 另外,文献[7,8]提出根据等光程原理和正弦条件求取同轴反射光学系统结构,该方法可以直接获得非
物理学报 2019年13期2019-08-27
- 一种非对称双面离轴非球面反射镜检测补偿变焦光路设计方法*
发展,非对称双面离轴非球面反射镜因其校正相差、提高系统相对口径、扩大视场角度、简化系统结构、减轻重量、缩小体积等特点,发挥着越来越重要的作用[1−4].但在非球面反射镜加工技术发展的同时,高精度非球面反射镜检测仍然还存在难题,因此高精度检测成为限制其使用的一个关键步骤[5].目前离轴非球面反射镜检测方法主要有轮廓检验法、几何光线检验法和干涉检验法[6,7].轮廓检验法精度受限、效率较低,适用于元件研磨期精度检测[8−10]; 几何光线检验法受诸多限制,适用
物理学报 2019年11期2019-08-27
- 云模型和距离熵的TOPSIS法空战多目标威胁评估*
弹射程和导弹最大离轴发射角一般情况下是不同的，所以本文着重考虑敌我双方导弹射程、导弹最大离轴发射角不同情况下目标属性的取值，具体情况如下:目标速度属性为敌机速度为低（＜300 km/h）/中（300 km/h～600 km/h）/高（＞600 km/h）；当我机导弹射程小于敌机导弹射程时，目标距离属性为敌机距我机的距离在我机导弹射程之内敌机导弹射程之内/我机导弹射程之外敌机导弹射程之外/我机导弹射程之外敌机导弹射程之内；当我机导弹射程大于敌机导弹射程时，目
火力与指挥控制 2019年4期2019-06-14
- 反射式红外多波段准直投影光学系统设计
并综合运用了光阑离轴、 视场离轴和ZPL语言辅助优化等方法对同轴反射式系统进行离轴优化设计， 设计出一个工作波段为1～12 μm、 视场为8°、 焦距为360 mm、 出瞳距为1 300 mm的反射式红外多波段准直投影系统。 结果表明， 在截止频率为10 lp/mm处， 波段1～3 μm的MTF>0.81， 波段3～5 μm的MTF>0.63， 波段5～8 μm的MTF>0.42， 波段8～12 μm的MTF>0.20， 系统体积为240 mm×460 m
航空兵器 2019年2期2019-05-30
- 近距格斗空空导弹Up-Look模式大离轴角目标截获研究*
;b)定轴瞄准/离轴发射;c)定轴扫描/离轴发射;d)离轴随动/离轴发射四种使用方式[1]。第4代近距空空导弹采用的是战术灵活性较大的离轴随动/离轴发射方式,可以攻击离轴角达到90°的目标[2-4]。但是一般来讲载机雷达[5-7]或者头盔瞄准具[8-10]可以指引导弹截获一定离轴角范围内(通常±60°)的目标,对于大离轴角(60°～90°)的目标只能依靠载机机动占位减小离轴角再截获。可以看出这种截获方式不能充分发挥空空导弹的优良的离轴性能。相关文献资料表明
弹箭与制导学报 2018年1期2018-11-13
- 单通道光纤旋转连接器内部耦合损耗的分配优化设计研究
起的三种误差，即离轴偏差、角度偏差和轴向偏差决定了附加损耗的大小。1.1 离轴偏差损耗离轴偏差是指两个光纤准直器的光轴平行且有一定的间距X0产生的偏差，图1是光纤准直器离轴偏差示意图。图1 光纤准直器离轴偏差示意图经过推导式(1)，得到离轴偏差为X0时引起的耦合损耗为：(2)式中，n为自聚焦透镜的中心折射率，A是自聚焦透镜折射率变化的聚焦常数，λ为入射光的波长，ω0为单模光纤模场半径。1.2 角度偏差损耗角度偏差是指装配时两个光纤准直器的光轴之间有一定的角
西安航空学院学报 2018年5期2018-10-15
- 基于等效焦面的离轴遥感相机积分时间计算方法
科研工作者提出了离轴反射光学系统，通过增加轴对称系统孔径离轴量、增加轴对称反射系统的离轴视场角，或者两者结合的办法来避免中心遮拦[3]。相对于同轴光学系统的成像模型(光轴与视轴重合，正对星下点成像，如图1(a)所示)，离轴反射系统通过将镜面进行合理的倾斜和偏心，消除了中心遮拦，但是导致实际视轴与光轴存在一定角度(离轴角)，这样卫星成像的模型如图1(b)所示。这种离轴空间相机实际成像时，由于视轴离星下点较远，实际成像质量会受到影响；为了解决这种问题，提高成像
中国空间科学技术 2018年3期2018-07-23
- 火星探测高分辨率可见光相机光学系统设计
以分为同轴三反和离轴三反两大类。对比同轴三反系统与离轴三反系统，同轴三反系统存在次镜对主镜的中心遮拦。从工程实施经验可得出，次镜及其附属遮光罩等结构组件对主镜造成的线遮拦至少在30%以上（面遮拦9%），随着视场角的增大，该比例通常会更高，从物理光学角度分析，遮拦减小了实际有效通光口径，降低了系统能量收集能力，使光学系统传递函数（MTF）降低，系统信噪下降。图2以相对孔径为1:12的光学系统为例，给出了不同遮拦比下的系统衍射极限MTF对比，由图看出无遮拦的离
深空探测学报 2018年5期2018-04-11
- 大尺寸离轴反射式相机的仿真集成分析方法
姜宏佳大尺寸离轴反射式相机的仿真集成分析方法姜宏佳1,2（1 北京空间机电研究所，北京 100094）（2 先进光学遥感技术北京市重点实验室，北京 100094）离轴三反相机光学元件的不对称性，给相机的温控设计带来较大难度，因此有必要研究各种温度场对离轴三反相机性能的影响，特别是大型离轴三反相机，由于其外形尺寸大、焦距长、构型复杂，增大了研究难度。文章针对某大型离轴三反相机，通过光机热集成分析的方法，研究了其性能受不同温度影响的变化规律，从而为设计合理的
航天返回与遥感 2018年1期2018-03-14
- 离轴三反空间相机主支撑结构优化设计与试验
京100049)离轴三反空间相机主支撑结构优化设计与试验席佳利1,2，张雷1，解鹏1，魏磊1,2，孔林1(1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春130033；2.中国科学院大学，北京100049)为解决离轴三反空间相机随机响应过大的问题，提出了一种以降低加速度响应均方根值(RMS)为目标的空间相机主支撑结构拓扑优化设计方法。首先，在分析各种空间相机主支撑结构和某离轴三反光学系统特点的基础上，确定了次镜组件和折叠镜组件分开支撑的结构形式。其次，以离
光电工程 2016年7期2016-12-16
- 离轴径向偏振高斯光束的非傍轴传输特性
510665)离轴径向偏振高斯光束的非傍轴传输特性倪波1, 郭利娜2, 吴泳波1, 唐志列1*(1.华南师范大学物理与电信工程学院, 广州 510006； 2.广东技术师范学院电子与信息学院, 广州 510665)基于矢量瑞利-索末菲衍射积分，研究了离轴径向偏振高斯光束的非傍轴传输特性，推导了离轴径向偏振高斯光束在自由空间中非傍轴传输的解析表达式，并与傍轴的情况进行了对比.研究表明：f参数、离轴系数和传输距离对径向偏振高斯光束的非傍轴传输特性有着重要的影
华南师范大学学报（自然科学版） 2016年3期2016-11-05
- 一种易检测易装调离轴三反光学系统的设计
一种易检测易装调离轴三反光学系统的设计张华卫，刘 波，李胜男（四川长虹电子科技有限公司，四川 绵阳 621000）离轴三反光学系统具有大口径、大视场、传输效率高以及没有色差等优点，易于实现多谱段共孔径。介绍了一种离轴三反系统的设计，其工作于红外中波3～5mm和红外长波8～10mm双波段，口径300mm，F数为3。设计中充分考虑加工检测和装调的易实现性，特点为次镜采用球面，主镜和三镜共面，并且整个系统没有高次非球面；选取合理的反射镜和结构件材料，使系统具有良
红外技术 2016年5期2016-03-15
- 自由曲面在离轴反射式空间光学成像系统中的应用
国藩自由曲面在离轴反射式空间光学成像系统中的应用朱钧吴晓飞侯威杨通金国藩（清华大学精密仪器系，北京 100084）在空间光学领域，离轴反射式成像系统凭借其多方面的应用优势，正愈发引起研究人员的关注与开发。相对于传统的球面和非球面，自由曲面拥有更高的设计自由度，能够校正各类非对称像差。随着计算技术的发展，充分具备了设计离轴反射式成像系统的能力，并有潜力满足空间光学领域中的各类高端或特殊需求。文章紧扣自由曲面在空间光学领域提高系统性能、实现特殊结构的两大应用
航天返回与遥感 2016年3期2016-02-15
- 具有离轴相位奇点的线偏振高斯光束特性研究
00093)具有离轴相位奇点的线偏振高斯光束特性研究许江华, 庄松林(上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093)通常所研究的相位奇点光束均为相位奇点位于光束光轴上的涡旋光束,也即涡旋轴与光轴重合,但在实际生成相位奇点光束和具体应用中,往往很难保证光束的涡旋轴与光轴完全重合.基于应用实际,研究了离轴的相位奇点对光束光强的影响以及具有离轴相位奇点光束的聚焦特性和应用价值.离轴的相位奇点将以其中心所在位置为旋转对称中心对整个光场的光强分布产生相
上海理工大学学报 2016年6期2016-02-06
- 红外离轴系统金属反射镜设计与分析
志，曹玉岩红外离轴系统金属反射镜设计与分析范 磊，赵勇志，曹玉岩（中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033）随着单刃金刚石数控车削技术的不断提高，越来越多的红外系统选用金属作为反射镜材料以提高系统的性价比。同共轴光学系统相比，离轴光学系统的反射镜结构和装调更为复杂，为了深入研究金属反射镜在红外离轴系统中的应用，提出了一种集Kinematic定位和柔性去应力相结合的轻量化金属反射镜结构。首先从金属结构件的加工特点出发，分析了金属反
红外技术 2015年5期2015-04-03
- 灵巧型离轴三反光学系统设计
口径，且通过适当离轴可有效消除中心遮拦的影响，使得系统获得更好的成像质量。其中，三反镜系统由3片反射镜组成，共有8个变量（2个间距、3个半径、3个圆锥系数），除满足系统像差要求外，还有足够变量可用来进行系统的优化布局等，因此得到广泛应用。目前，国内外已有许多离轴三反镜光学系统的相关设计，但大多数存在一定的不足，如文献［3］和［4］中离轴反射系统虽然具有良好的像质，但各个元件需要偏心和倾斜且使用了高次非球面，加大了系统加工成本以及装调难度等。基于同轴三反射光
应用光学 2014年3期2014-06-01
- 矩形离轴非球面反射镜双摆法加工与检测
033)1 引言离轴非球面反射镜具有无中心遮拦、可改善像质、增加系统的相对口径和简化系统结构等优势，在大型望远镜、空间相机、军事侦察等现代化光学系统中是不可替代的。某些特殊的光学系统如空间光谱仪不仅要求光学系统具有质量轻、大视场、高分辨率、无中心遮拦，而且还需具有矩形通光孔径。因此，采用矩形离轴非球面轻质反射镜的光学系统是满足上述要求的最佳选择。矩形离轴非球面镜的光学加工除具有一般离轴非球面的加工难点外，因其远离母轴轴心的外侧边两直角区域存在急剧的面形偏差
中国光学 2014年6期2014-05-16
- 矩形离轴非球面反射镜双摆法加工与检测
30033)矩形离轴非球面反射镜双摆法加工与检测宋淑梅(中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033)介绍了一种轻质矩形离轴非球面反射镜的加工与检测方法。针对矩形离轴非球面镜这种直角效应的加工难点，提出双摆式加工工艺，并设计改造双摆式加工机床使该方法得以实现。采用该方法加工完成某多光谱仪光学系统中4块矩形离轴非球面反射镜(其中最大尺寸为266 mm×110 mm)，最终加工得到的面形精度均优于0.020λ(RMS，@633 mm)的设
中国光学 2014年6期2014-04-30
- 激光大气散射离轴探测建模及仿真
3)激光大气散射离轴探测建模及仿真姚 梅1，张 乐2，刘连伟1，陈 洁1，郭 豪1(1.解放军63892部队，河南洛阳 471003;2.63891部队，河南洛阳 471003)基于米氏散射理论，建立了波长1.064μm激光离轴散射探测模型。利用编程语言MATLAB设计了激光离轴散射探测仿真软件，该软件能够仿真计算多种大气传输条件下的散射辐射参量，并绘制相应的曲线。对激光告警散射截获半径评估和制导激光散射光特性进行了仿真计算，结果表明，该模型能够预测不同气
激光与红外 2014年4期2014-04-19
- 基于高斯核函数离轴数字全息零级像的抑制
)基于高斯核函数离轴数字全息零级像的抑制张洪科1，汤春明2，于 翔3，刘玉翠1(1.哈尔滨工程大学信息与通信工程学院，黑龙江哈尔滨 150001; 2.天津工业大学电子与信息工程学院，天津 300387;3.天津工业大学工程教学实习训练中心，天津 300387)为了降低离轴数字全息的再现像中零级像对再现像的干扰，提出了一种利用高斯核函数在空域对数字全息图进行低通滤波，再用原数字全息图减去滤波后的全息图来抑制零级像的方法。实验结果表明空域高斯核函数处理法能有
激光与红外 2014年1期2014-04-19
- 大口径离轴反射式星模拟器光学系统设计
源。文中提出一种离轴反射式光学系统，反射式光学系统与传统的折射式光学系统相比，反射式系统无色差，因而也就不存在二级光谱的问题，容易实现轻型化设计，满足空间应用对光学系统质量的要求。而共轴反射光学系统视场小，中心遮拦的存在严重影响了成像的像质，离轴反射光学系统不存在中心遮拦，提高了光学系统视场大小的同时极大地改善了系统成像质量。1 静态星模拟器工作原理与组成静态星模拟器是一种在地面模拟天空中星的位置和亮度，以完成对星敏感器及姿态识别系统进行功能测试的实验装置
应用光学 2014年6期2014-03-27
- 基于蒙特卡罗方法对光子束剂量沉积核的研究
线质变硬，且随着离轴距离的增加，射线的能量成降低趋势。因此在射野范围内射线质是不同的，进而导致剂量的沉积也是不一样的。当光子束入射到物质中时，由于光子与物质发生康普顿散射作用，物质中某一点的吸收剂量不仅来源于该点原入射光子，而且周围散射光子对该点也具有剂量贡献。实际上，每束光子在物质中每个层面产生的剂量分布符合点扩散函数(剂量沉积核)，Varian EclipseTM[1]治疗计划系统中的AAA(Anisotropic Analytical Algorit
核技术 2013年1期2013-09-23
- 离轴反射式航天CCD相机镜头焦距的测量方法
春130117）离轴反射式航天CCD相机镜头焦距的测量方法曹智睿1，吴一丁2，吴国栋1（1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033；2.长春工程技术学院，吉林长春130117）为了实现离轴反射式航天CCD相机镜头焦距的精密测量，同时降低传统测量方法对大口径长焦距准直管和大型精密旋转平台等昂贵测量装置的依赖，研究了离轴反射式航天CCD相机镜头焦距的测量方法.改进了基于精密测角原理的焦距测量方法，测量装置主要由电子经纬仪和测量显微镜组成；
物理实验 2012年8期2012-09-19
- 紧凑型四反射镜光学系统设计
分辨率，于是采用离轴三反系统能够解决中心遮拦问题［2，5－6］。然而当光学系统相对孔径为F/5～F/6，并且要求其工作距离小于焦距的0.25～0.3时，三反系统将无法满足这样的设计需求。此时就需要设计更为紧凑的四反射光学系统［7－10］。传统四反射镜光学系统设计，一般都是先设计好三反射镜光学系统，然后在系统的中间像面处加入一场镜，从而构成四反射镜系统［7，9－10］。这种方法一般只能校正系统的球差、慧差、像散。设计初期，无法考虑系统的畸变［8］。本文推导了
电光与控制 2012年12期2012-08-27
- 一种易于制造、较大视场离轴三反光学系统设计
光学技术的发展,离轴三反光学系统以其无遮拦、调制传递函数（MTF）高等优点,得到越来越多的应用[1-2]。离轴三反光学系统有3个曲率半径、2个间隔、3个二次非球面系数8个参数变量,在满足系统焦距的同时可以校正球差、彗差、像散和场曲4种单色像差,达到像质优良[3]。本文根据离轴三反光学系统的设计原理,详细设计了焦距为1 000mm,F数为10的离轴三反光学系统。主镜和次镜为两个非球面镜,三镜为球面镜,像质达到衍射极限,它具有易于制造、装调且有较大视场的优点。
航天返回与遥感 2010年5期2010-07-18
- 小视场红外探头标定用离轴反射式平行光管设计
]。本文所设计的离轴反射式平行光管仅作为提供光源的一种载体，为标定被测探头的视场提供准直光源。1 小视场红外探头视场标定原理视场标定装置如图1所示。离轴反射式平行光管1由离轴抛物面镜6和平面反射镜5组成，在平行光管的焦点处放置一个小孔光阑3，小孔光阑的后面为调制器2和黑体1，两者的作用是使光管产生一定张角的调制平行光。在两轴转台7上放置被测小视场红外探头8，探头为红外望远镜头，平行光在探头焦面上的热敏电阻上成像(热成像)，使探头输出电压信号。当成像在视场边
长春理工大学学报（自然科学版） 2010年1期2010-03-16
- 导弹的离轴发射／美军崇尚东方武术／我国五大海区
导弹的离轴发射是一个智能的过程，包括搜索、截获、跟踪三步曲。导弹一般由制导系统、战斗部、保险机构、引信、发动机和弹体等组成。制导系统是导弹的大脑。它安装于导弹的头部，用于识别目标、计算目标距离方位、控制导弹飞行方向。导弹的搜索、截获和跟踪都分为定轴和离轴两种方式。定轴搜索，导弹可视范围一般只有±3度左右，可谓井底之蛙，导弹被动等着飞行员找好目标，离轴搜索却不一样，导引头按一定的搜索图形和规律对目标辐射，进行搜索，主动寻找目标，最大探测角可达到±30度。发现
军事文摘 2001年7期2001-08-06