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基于纵扭复合超声振动的光学元件表面加工中频误差抑制(特邀)
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作者 张全利 余鑫亮 +3 位作者 孙国燕 樊明旭 吉霞斌 傅玉灿 《红外与激光工程》 北大核心 2026年第2期174-189,共16页
为抑制硬脆复杂光学曲面在加工过程中易产生的中频面形误差,文中提出了一种基于纵扭复合超声振动的空间轨迹调控与中频误差抑制方法。研究旨在通过引入纵向与扭转超声振动的耦合运动,实现抛光轨迹的复杂化与均匀化,提高材料去除的稳定... 为抑制硬脆复杂光学曲面在加工过程中易产生的中频面形误差,文中提出了一种基于纵扭复合超声振动的空间轨迹调控与中频误差抑制方法。研究旨在通过引入纵向与扭转超声振动的耦合运动,实现抛光轨迹的复杂化与均匀化,提高材料去除的稳定性和面形收敛效率。首先,建立纵扭复合超声振动条件下的磨粒运动模型,分析纵向与扭转振幅对加工轨迹空间分布特征的影响规律。随后,采用信息熵方法对轨迹点分布的均匀性与复杂度进行量化评价,并对比无振动和纵扭复合超声振动两种模式的差异。结果表明,纵扭复合超声振动条件下,各路径的轨迹信息熵均较无振动模式提升约33%,轨迹空间分布更加随机均匀。其中,螺旋路径的提升幅度最高为34.2%,最终熵值达到7.021,表现出最优的均匀性与随机性。最后,在数控机床上开展熔融石英光学样件的抛光试验,结果表明纵扭复合超声振动能显著改善面形误差收敛特性:振动抛光表面面形精度RMS由0.191λ(λ=632.8 nm)降低至0.013λ,与相同加工时间下的无振动抛光结果相比,低频误差收敛速率提高约20%,中频段功率谱密度(PSD)峰值显著抑制,验证了纵扭复合超声振动通过增加轨迹扰动与能量分布均匀性提升材料去除稳定性并抑制中频误差的有效性。该方法为光学自由曲面精密抛光的中频误差控制提供了一种基于轨迹熵增的新思路,对提高复杂光学元件的加工精度与稳定性具有重要的工程意义。 展开更多
关键词 纵扭复合超声振动 轨迹调控 信息熵 中频误差抑制 面形收敛
原文传递
基于Global Search算法优化近红外测距光学系统
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作者 冯浩 王丽娇 +6 位作者 莫维全 袁必诚 杨志颖 张楠 王开金 刘琨 孙昊 《应用光学》 北大核心 2026年第2期243-252,共10页
为实现户外红外测距系统在有限封闭空间内的精准探测,在不影响探测结果的基础上压缩光学系统体积,采用二维双平面反射系统,设计了一套光学总长为4 m、最大反射镜为12.8 cm的折返式光路。该折返式光路将n片平面反射镜分为2×(n+1)段... 为实现户外红外测距系统在有限封闭空间内的精准探测,在不影响探测结果的基础上压缩光学系统体积,采用二维双平面反射系统,设计了一套光学总长为4 m、最大反射镜为12.8 cm的折返式光路。该折返式光路将n片平面反射镜分为2×(n+1)段光程,利用全局搜索算法(Global Search)对反射镜数量和光学直径进行优化,实现每条探测光线都能照射到探测物体并成功折返回探测器;满足探测要求后,利用信号波原理进行理论验证分析,避免光程折损引起探测误差;最后,通过分析系统在封闭空间内杂散光线的仿真结果,对系统进行杂散光抑制,对实验与原路径的探测结果进行对比,验证了设计光路的正确性和准确性。 展开更多
关键词 光路设计 Global Search算法 杂散光 信号波
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黑磷烯-硅多层膜的古斯-汉欣位移增强及其折射率传感性能
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作者 柏文庆 杨翠红 +2 位作者 刘立旺 李庆芳 王璐 《物理学报》 北大核心 2026年第3期158-168,共11页
古斯-汉欣(GH)位移作为一种特殊的光学现象,在高灵敏传感、光开关及纳米光子器件等领域具有广泛应用前景.本文构建了一种黑磷烯-硅介质交替堆叠的层状结构,采用转移矩阵法研究了光电导率、偏振模式、周期层数以及外加电压对该结构在近... 古斯-汉欣(GH)位移作为一种特殊的光学现象,在高灵敏传感、光开关及纳米光子器件等领域具有广泛应用前景.本文构建了一种黑磷烯-硅介质交替堆叠的层状结构,采用转移矩阵法研究了光电导率、偏振模式、周期层数以及外加电压对该结构在近红外波段的反射特性与GH位移的影响.研究表明,黑磷烯的引入使横磁(TM)波在布儒斯特角处的反射相位由阶跃突变转变为连续变化,从而产生高达40倍波长的GH位移;横电(TE)波在掠入射条件下亦可实现数倍波长的GH位移;通过增加周期层数和施加电压可有效增强GH位移并调节其角度响应.该结构对末端介质折射率变化表现出高达105λ/RIU量级灵敏度,在近红外可调谐光电器件与高灵敏度光学传感器方面展现出良好的应用潜力. 展开更多
关键词 黑磷烯 古斯-汉欣位移 转移矩阵 光学传感
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视错觉
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《大自然探索》 2026年第4期76-76,共1页
赫尔林错觉是一种几何光学错觉,由德国生理学家埃瓦尔德·赫尔林于1861年发现。当两条笔直且平行的线位于放射状背景(如自行车的辐条)前方时,这两条线看起来像是向内侧弯曲。
关键词 埃瓦尔德赫尔林 几何光学错觉 赫尔林错觉
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短波中波红外折反射式共口径光学系统设计 被引量:1
5
作者 马洪涛 韩冰 +2 位作者 许洪刚 李旭 张明亮 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第2期359-367,共9页
为了实现高精度、高可靠性的动态场景模拟,设计了一套短波中波多波段折反射式共口径光学系统。该系统结合了反射、折射和共口径光路的优势,该系统分为主光学系统、短波光学系统和中波光学系统,3个系统分别独立设计。通过理论计算得到光... 为了实现高精度、高可靠性的动态场景模拟,设计了一套短波中波多波段折反射式共口径光学系统。该系统结合了反射、折射和共口径光路的优势,该系统分为主光学系统、短波光学系统和中波光学系统,3个系统分别独立设计。通过理论计算得到光学系统的初始结构,再利用光学设计软件对光学参数作进一步细化,最后,按照光瞳匹配原则将各分系统组合在一起,并对系统的成像质量作进一步优化设计。利用调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)和畸变等定量评价指标,仿真验证了系统设计的合理性。结果显示:所设计的短波光学系统视场角为±0.107°、焦距为2500 mm、入瞳尺寸为300 mm,MTF达到衍射极限,畸变小于0.3%;中波光学系统的视场角为±0.65°、焦距为750 mm、入瞳尺寸为300 mm,MTF接近衍射极限,畸变小于1%。该系统成像质量好、体积小、实用性强,在光电跟瞄和空间探测等领域具有较大应用潜力。 展开更多
关键词 景物模拟器 光学设计 短波中波红外成像 共口径光学系统
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F/0.58高次非球面的自准校正补偿检测方法研究
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作者 刘天 胡明勇 +2 位作者 褚奇 袁梦雨 封志伟 《量子电子学报》 北大核心 2026年第1期49-58,共10页
针对大口径、大相对口径高次非球面加工检测的难题,提出一种类Offner结构的自准校正补偿检测方法。该方法在补偿器远离待检非球面反射镜的一面镀上半透半反膜,通过重复利用补偿器,实现光线的自准校正功能,从而完成对大相对口径非球面的... 针对大口径、大相对口径高次非球面加工检测的难题,提出一种类Offner结构的自准校正补偿检测方法。该方法在补偿器远离待检非球面反射镜的一面镀上半透半反膜,通过重复利用补偿器,实现光线的自准校正功能,从而完成对大相对口径非球面的全口径检验。首先依据三级像差理论,推导出光学检验系统初始结构参数的计算公式。随后对有效口径为712 mm、F/0.58凹高次非球面的光学检验系统进行了仿真设计,检验系统的残余波像差的峰谷(PV)值为0.0656λ,均方根偏差(RMS)值为0.0104λ(λ=632.8 nm)。最后对实际检测情况进行了分析,发现设计的自准校正补偿检测系统能够满足实际检测的要求。本研究表明,所提的类Offner结构自准校正补偿检测方法能够解决大相对口径高次非球面补偿检测困难的问题。 展开更多
关键词 光学非球面检测 补偿器设计 自准校正补偿检测 大相对口径
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消色差物镜的透镜折射率测定
7
作者 李松冕 宋飞 +1 位作者 刘滢滢 张留碗 《大学物理》 2026年第1期117-120,共4页
本实验针对透射式望远镜的消色差物镜光学系统研究.通过平行光法测定凸透镜的焦距,通过厚透镜公式确定凸透镜的折射率.通过凹透镜和凸透镜所组成的复合透镜焦距测量,反演出凹透镜的焦距,进而完成凹透镜折射率测定.通过消色差公式,推演... 本实验针对透射式望远镜的消色差物镜光学系统研究.通过平行光法测定凸透镜的焦距,通过厚透镜公式确定凸透镜的折射率.通过凹透镜和凸透镜所组成的复合透镜焦距测量,反演出凹透镜的焦距,进而完成凹透镜折射率测定.通过消色差公式,推演出透镜材料的材料及阿贝系数,验证消色差复合透镜的设计原理. 展开更多
关键词 凸透镜 凹透镜 复合透镜 折射率 阿贝系数
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红外光学系统的中心偏差分析及调校方法
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作者 贾赞 管照阳 +9 位作者 王宏波 沈若曦 李晶 杨帆 罗娜 李云伟 杨锡柱 钱程 王正强 邓大政 《红外技术》 北大核心 2025年第11期1347-1356,共10页
对红外光学系统的中心偏差开展分析,构建中心偏差分析流程,并提出相应的装调方法。首先,对红外光学系统的中心偏差的成因初步解构为光学元件的子午和弧矢方向的倾斜变化与平移变化,并将该变化量通过公差的形式,与光学性能指标——调制... 对红外光学系统的中心偏差开展分析,构建中心偏差分析流程,并提出相应的装调方法。首先,对红外光学系统的中心偏差的成因初步解构为光学元件的子午和弧矢方向的倾斜变化与平移变化,并将该变化量通过公差的形式,与光学性能指标——调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)以及光轴漂移量建立关系,得到各光学元件公差引起的空间姿态与理想系统光轴之间的差异,并根据差异的大小,评估各光学元件对MTF的贡献度以及对系统光轴的影响程度,建立各光学元件的灵敏度表。根据各光学元件的灵敏度结果,以系统指标要求的光轴漂移量为分析点,利用蒙特卡罗(Monte Carlo)计算引擎对各光学元件以及组件的各种姿态组合进行计算,得出光学元件在满足指标要求下的公差限。根据以上的分析结果,提出基于光轴偏移校正和光学元件位置调整的调校方法,该方法利用中心偏测量仪实时监测敏感元件的中心偏差,并通过有效的光轴偏移校正和元件位置调整,使光学系统的中心对准光轴。通过实验验证,证明了该调校方法能够有效减小中心偏差,提高红外光学系统的性能和图像质量。 展开更多
关键词 红外光学系统 中心偏差 定心 MTF 光轴偏移校正
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自由曲面透射式头戴显示光学系统的研究进展
9
作者 宋锐 刘宏立 《光散射学报》 北大核心 2025年第4期515-526,共12页
随着增强现实(AR)头戴显示器的迅速发展,自由曲面光学系统已成为其光学设计的主要方案之一。本文首先分析了透射式头戴显示器光学系统面临的主要问题与挑战,重点讨论了视场角、出瞳直径、角分辨率和系统体积等参数之间的协调关系,以及... 随着增强现实(AR)头戴显示器的迅速发展,自由曲面光学系统已成为其光学设计的主要方案之一。本文首先分析了透射式头戴显示器光学系统面临的主要问题与挑战,重点讨论了视场角、出瞳直径、角分辨率和系统体积等参数之间的协调关系,以及辐辏调节和屈光度调节所带来的挑战,并提出了解决方案,平衡各项参数,实现更佳的用户体验。接着,文章总结了自由曲面透射式头戴显示器的几种结构类型及近年来的研究进展,深入分析了不同方案的优缺点。最后,展望了该领域实现虚拟现实互动以及解决辐辏调节冲突的发展趋势,并指出多焦面显示、手势识别、自适应光学等技术的潜力,这些创新将推动自由曲面透射式头戴显示器在增强现实与虚拟现实领域的进一步应用。皆在为设计更高效、轻便、用户友好的头戴显示光学系统提供了理论基础和研究方向。 展开更多
关键词 自由曲面光学系统 透射式头戴显示器 辐辏调节冲突 屈光度调节
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采用双镜反射法测量三棱镜顶角实验方法
10
作者 陈宝华 吴泉英 +3 位作者 唐运海 陈高远 王军 沈栋慧 《大学物理》 2025年第2期7-12,23,共7页
为了改进分光计测量三棱镜顶角实验中涉及的复杂位姿调节和操作步骤,优化装置结构空间,提升测量效率,本文提出一种双镜反射法.该方法以激光作为光源垂直入射三棱镜底面并在棱镜斜面上折射,折射光在调至平行的两反射镜间多次反射后被CCD... 为了改进分光计测量三棱镜顶角实验中涉及的复杂位姿调节和操作步骤,优化装置结构空间,提升测量效率,本文提出一种双镜反射法.该方法以激光作为光源垂直入射三棱镜底面并在棱镜斜面上折射,折射光在调至平行的两反射镜间多次反射后被CCD探测器靶面接收形成一个激光光斑,记录光斑的中心位置S_(1);将三棱镜旋转一个已知的小角度β,此时光斑发生位移,记录位移后的光斑中心位置S_(2),计算出S_(1)与S_(2)的位移量ΔS.最后通过角度β、位移量ΔS和测量公式计算三棱镜顶角a的大小.实验结果表明,当两反射镜间隔为65 mm~95 mm之间,旋转角度β选择在0.1°~0.2°时,待测三棱镜顶角a的测量值与标准值之间的测量误差不超过0.25%.该方法不涉及分光计中复杂的望远镜调节,采用两反射镜和CCD相机自动读数程序界面,不但能够折叠系统光路、减少仪器重量和优化装置空间,且具有较高的重复测量精度. 展开更多
关键词 三棱镜顶角 双镜反射法 角度偏转 光斑位移
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基于非序列光线追迹的直流光学系统像差优化方法研究
11
作者 廖晨旭 《仪器仪表用户》 2026年第1期33-35,39,共4页
基于非序列光线追迹的复杂光学系统设计需求及建模方法,本文研究非序列光线追迹的直流光学系统像差优化方法,提出结合像差加权与系统性能指标的复合目标函数,并设计多层次优化策略。该方法引入基于梯度的局部搜索与遗传算法、粒子群等... 基于非序列光线追迹的复杂光学系统设计需求及建模方法,本文研究非序列光线追迹的直流光学系统像差优化方法,提出结合像差加权与系统性能指标的复合目标函数,并设计多层次优化策略。该方法引入基于梯度的局部搜索与遗传算法、粒子群等全局优化手段,构建具有收敛性约束和参数容差设计的迭代流程。数值仿真结果表明,该方法能够在非序列环境下有效降低系统像差,提升成像质量和系统稳定性,具有较强的适应性与鲁棒性。 展开更多
关键词 非序列光线追迹 像差优化 目标函数 优化算法 光学系统性能
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非近轴条件下单球面成像中光程的极值问题
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作者 王蕊 杨炳方 《物理与工程》 2026年第2期142-151,共10页
费马原理指出了实际光程总取极值的特点,在此基础上,可以尝试进一步判断具体的极值类型。单球面成像作为曲面成像的典型,在近轴理想成像时,其实际光程取恒定值,但对于非近轴情况实际光程的极值类型,尚未有文献进行专门讨论。本文采用数... 费马原理指出了实际光程总取极值的特点,在此基础上,可以尝试进一步判断具体的极值类型。单球面成像作为曲面成像的典型,在近轴理想成像时,其实际光程取恒定值,但对于非近轴情况实际光程的极值类型,尚未有文献进行专门讨论。本文采用数学上求高阶导数的方法,着重讨论在非近轴条件下,主轴上一给定物点发出的光线经单球面反射或折射后,对应于给定像点的实际光程的极值类型,深化了对非近轴成像及费马原理的理解。 展开更多
关键词 费马原理 非近轴条件 极值类型 球面成像
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偏心和倾斜光学系统初级象差理论的研究 被引量:35
13
作者 樊学武 陈荣利 +1 位作者 马臻 李英才 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期494-496,共3页
在共轴光学系统波象差的基础上 ,推导出了光学元件的偏心和倾斜分别对主要象差的影响 得出了除了球差外 ,每一种象差由于偏心和倾斜都引入了它同种类的象差 ;小量的偏心和倾斜并不改变系统的球差的结论 ;如果球差并不为零 ,将会产生与... 在共轴光学系统波象差的基础上 ,推导出了光学元件的偏心和倾斜分别对主要象差的影响 得出了除了球差外 ,每一种象差由于偏心和倾斜都引入了它同种类的象差 ;小量的偏心和倾斜并不改变系统的球差的结论 ;如果球差并不为零 ,将会产生与象高无关的彗差 。 展开更多
关键词 偏心 倾斜 初级象差 光学系统 球差
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具有二次像面的三反射光学系统的研究 被引量:28
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作者 樊学武 马卫红 +1 位作者 陈荣利 李英才 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第8期1001-1003,共3页
论述了一种具有二次像面的偏视场三反射光学系统的设计方法 ,定性地讨论了设计参量β1,Δ ,f′1对系统传递函数的影响 给出两种结构型式 ,两个设计结果 ,并从系统成像质量的好坏、加工的难易程度及结构的可实现性分析了两种结构型式的... 论述了一种具有二次像面的偏视场三反射光学系统的设计方法 ,定性地讨论了设计参量β1,Δ ,f′1对系统传递函数的影响 给出两种结构型式 ,两个设计结果 ,并从系统成像质量的好坏、加工的难易程度及结构的可实现性分析了两种结构型式的优缺点 . 展开更多
关键词 光学系统 反射 传递函数 光学设计 二次成像
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一种大视场反射光学系统的研究 被引量:5
15
作者 刘卜 樊学武 +1 位作者 屈有山 陈荣利 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期81-83,共3页
从Schwarzschild系统出发,基于设计大视场光学系统的同心原则,设计了一种大视场的三反射光学系统.该系统有两个球面反射镜,一个二次非球面镜,系统在频率50 lp/mm处22°×11°的条形大视场范围内具有良好的成像性能,可以用... 从Schwarzschild系统出发,基于设计大视场光学系统的同心原则,设计了一种大视场的三反射光学系统.该系统有两个球面反射镜,一个二次非球面镜,系统在频率50 lp/mm处22°×11°的条形大视场范围内具有良好的成像性能,可以用于紫外探测光学系统中. 展开更多
关键词 光学系统 SCHWARZSCHILD 传递函数
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斜入射高衍射效率双层衍射光学元件优化方法
16
作者 刘子龙 付跃刚 +2 位作者 胡源 周新雨 关禹聪 《电光与控制》 北大核心 2025年第1期80-85,共6页
针对双层衍射光学元件传统优化方法斜入射时衍射效率偏低的问题,基于双层衍射光学元件衍射效率与入射角度及波长的理论关系模型,提出了角度优化设计方法。通过分析设计过程中不同入射角和微结构高度对衍射效率的影响,优化选取微结构高度... 针对双层衍射光学元件传统优化方法斜入射时衍射效率偏低的问题,基于双层衍射光学元件衍射效率与入射角度及波长的理论关系模型,提出了角度优化设计方法。通过分析设计过程中不同入射角和微结构高度对衍射效率的影响,优化选取微结构高度,显著提高了大视场下的衍射效率。为了验证上述理论,采用长短波衍射效率相等法、带宽积分平均衍射效率最大法以及提出的角度优化设计方法,分别对可见光波段和红外波段的双层衍射光学元件进行设计。结果表明,角度优化设计方法能够有效提高双层衍射光学元件的角度带宽积分平均衍射效率,进而提高光学系统的成像质量。最后,基于角度优化设计方法设计了长焦折衍混合系统,实现了高衍射效率下的高像质折衍混合系统。 展开更多
关键词 双层衍射光学元件 衍射效率 入射角度 折衍混合光学系统
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基于旋转多面镜的高速光束扫描技术
17
作者 田明月 李渊骥 +2 位作者 于泽茹 冯晋霞 张宽收 《激光技术》 北大核心 2025年第6期785-790,共6页
在连续变量量子信息处理、扫描抽运中红外激光器、全光器件光声成像等应用领域,为了满足对宽场快速平行光束扫描的需求,采用一种基于旋转多面镜和直角反射镜的光束扫描技术,通过理论分析旋转多面镜的面数、尺寸、多面镜与直角反射镜之... 在连续变量量子信息处理、扫描抽运中红外激光器、全光器件光声成像等应用领域,为了满足对宽场快速平行光束扫描的需求,采用一种基于旋转多面镜和直角反射镜的光束扫描技术,通过理论分析旋转多面镜的面数、尺寸、多面镜与直角反射镜之间的间距等参数对光束扫描范围、光束线扫描速率、光束扫描转角等的影响,设计并实验制备了平行光束扫描装置。结果表明,当旋转八面镜的转速设定为(π/18)rad/s时,光束在距离扫描系统52.00 mm处的扫描轨迹范围为27.79 mm,扫描线速率为0.032 m/s,且在整个扫描周期内光束基本保持平行移动,相对于入射光束的平行度约为1.95×10^(-5)。此平行光束扫描技术的扫描范围覆盖常规集成光芯片尺寸或小动物尺寸,单程扫描时间为秒级,光束始终平行移动的1维光束扫描,且可根据具体需求更改参数以单独优化扫描范围或扫描速率,为全光器件光声成像、多路复用量子通信等前沿研究提供了技术支撑。 展开更多
关键词 几何光学 光束扫描技术 旋转多面镜 多路复用量子通信
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激光诱发等离子体中强磁场产生与演化机制
18
作者 周爱华 吴静进 吴馨芳 《激光与红外》 北大核心 2025年第4期533-539,共7页
为充分研究激光诱发等离子体强磁场的时间演化机制,对激光诱发等离子体中强磁场产生机制展开研究。通过激光等离子相互作用机理,分析二者互相作用时,产生的多光非线性Compton散射和强磁场的入射和散射光耦合频率,得到激光诱发等离子体... 为充分研究激光诱发等离子体强磁场的时间演化机制,对激光诱发等离子体中强磁场产生机制展开研究。通过激光等离子相互作用机理,分析二者互相作用时,产生的多光非线性Compton散射和强磁场的入射和散射光耦合频率,得到激光诱发等离子体中强磁场的诱发机制。在诱发机制下,计算强磁场温度梯度与密度梯度在强磁场空间内分布时的磁场强度,从而得到两者在强磁场空间内分布的具体时间演化机制。具体应用实验表明:在二种机制下,通过计算离子体电流密度分量变化和电子密度分布状态,且在电流波动条件下熵值结果为0.28,具有较高的稳定性,验证了两种机制。 展开更多
关键词 等离子体 强磁场 产生机制 相互作用 激光电场 耦合频率
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基于蒙特卡洛的手机变焦镜头设计
19
作者 郭佳健 谢元昊 +4 位作者 牟帅威 张新 刘铭鑫 史广维 赵尚男 《光学精密工程》 北大核心 2025年第18期2844-2856,共13页
随着消费电子产品的不断升级,用户对高性能、小型化变焦光学成像系统的需求日益迫切。对于变焦系统,其组份光焦度分布、运动曲线等一阶配置对成像性能影响显著,但一阶配置方案的选择难以通过简单解析的方法解决,这增加了轻量化变焦镜头... 随着消费电子产品的不断升级,用户对高性能、小型化变焦光学成像系统的需求日益迫切。对于变焦系统,其组份光焦度分布、运动曲线等一阶配置对成像性能影响显著,但一阶配置方案的选择难以通过简单解析的方法解决,这增加了轻量化变焦镜头的设计难度。为了全局性地评估变焦镜头一阶配置的潜在性能,探索变焦镜头轻量化的设计方法,本文将蒙特卡洛搜索程序用于寻找变焦系统最佳一阶配置方案中。首先,基于蒙特卡洛生成各组份焦距,筛选满足变焦约束方程的有效分配方案。然后,根据有效方案生成镜头设计文件进行真实光线追迹和快速优化来评估方案性能,筛选出性能优异的光焦度组合方案。最后,以手机变焦镜头为例,将性能优异的方案作为初始结构,设计了一款F数恒定为2.9、等效焦距达61~183 mm、总长90 mm的紧凑型变焦镜头,其变焦曲线平滑,各视场、各焦距的MTF均优于0.45@80 lp/mm和0.15@160 lp/mm,畸变低于4%,相对照度高于20%,相较于常规变焦镜头,在轻量化方面具备明显优势。设计结果说明本文提出的基于蒙特卡洛生成一阶配置和真实光线追迹评估方法的有效性,为紧凑型变焦镜头设计提供了新的解决思路。 展开更多
关键词 光学设计 变焦镜头 蒙特卡洛 自动化设计
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共形光学系统的气动光学效应抑制方法研究
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作者 王浩然 朴明旭 +6 位作者 张贤 李晨霄 娄一辰 邹慧田 童英然 王俊淞 张博 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第7期296-304,共9页
传统光学球罩难以适应现代高速飞行器复杂的气动光学环境,共形光学球罩具有优异的空气动力学性能,成为新一代光学系统的理想选择。然而,共形光学系统在高速运动时,会由气动光学效应引发动态像差与图像畸变。针对现有校正技术依赖相位板... 传统光学球罩难以适应现代高速飞行器复杂的气动光学环境,共形光学球罩具有优异的空气动力学性能,成为新一代光学系统的理想选择。然而,共形光学系统在高速运动时,会由气动光学效应引发动态像差与图像畸变。针对现有校正技术依赖相位板或光学元件补偿导致的系统复杂度与重量增加,文中提出了一种基于光-数联合的气动光学效应抑制方法,利用泽尼克多项式拟合波前像差,构建广义光瞳函数模型,并基于傅里叶变换推导非对称全视场点扩散函数模型。通过反卷积算法实现多扫描角度模糊图像的复原,各个扫描角度复原后的图像梯度总和至少提升1.4E+07,部分扫描视场的提升量可以达到2.0E+07。该方法无需引入额外校正元件,在保证系统轻量化与低成本的同时,显著提升了气动光学效应对成像质量的影响。 展开更多
关键词 共形光学系统 光-数联合 气动光学效应 图像梯度总和
原文传递
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