提出了一种利用成像矩阵求解物数据的方法。通过对物、像矩阵的一维化处理，构建了二维成像矩阵，将物矩阵卷积点扩散函数矩阵得到像矩阵的卷积运算关系转变为物向量乘以成像矩阵进而得到像向量的乘积运算关系。最后将像向量乘以成像逆矩阵便可求解物向量，实现了从光学系统像数据中对物数据的精确求解，且计算误差为10-12量级。
成像矩阵 成像逆矩阵 物向量 像向量 imaging matrix image inverse matrix object vector image vector
哈尔滨工业大学 航天学院,黑龙江 哈尔滨 150001
提出了一种利用信息失真参数研究光电成像系统优化匹配的新方法。分析了光电成像系统频谱混叠问题，将物光强函数分解为一系列非负谐波函数，并对谐波的成像结果进行了求解。在此基础上，建立了物、像与光电系统的信息模型，进而对不同光学系统截止频率下的信息失真度进行了数值计算，阐述了基于信息失真的光学系统与探测器的匹配关系。结果表明，当探测器像元边长为10 μm时，高斯物频谱应选择截止频率为100 mm-1的衍射受限光学系统才能获得最小失真度0.144 1。
光电成像系统 信息论 信息失真 频谱混叠 光电匹配 electro-optical imaging system information theory information distortion spectrum alias electro-optical matching
分析了薄膜衍射主镜的成像性能及色散特性, 利用含有衍射面的反射式消色差光路校正了衍射主镜的强色散, 使成像系统的工作波段达到40 nm、视场达到0.02°, 设计了10 m口径、115.73 m总长的短结构合成孔径薄膜衍射成像系统.结果表明, 消色差光路将两边缘波长0.58 μm与0.62 μm之间的焦距差由5.34 m减小到17.27 μm.该研究提供了一种薄膜衍射主镜成像系统的设计方案, 可为超大口径薄膜衍射成像系统的工程化研究提供参考.
衍射光学 遥感 薄膜 像质分析 光学设计 Diffractive optics Remote sensing Membrane Image analysis Optical design
本文提出了一种利用信息论研究光学成像系统的新方法。通过改进傅里叶变换，光强函数被分解成一系列非负谐波的线性组合。物的归一化谐波系数集合可看作信源，像的归一化谐波系数集合可看作信宿。利用成像积分方程的特征值可得到光学信道矩阵。进而通过计算平均互信息和信道容量来评估光学系统的信息传递能力。
信息论 信息熵 平均互信息 信道容量 改进傅里叶变换 information theory information entropy average mutual information information channel capacity improved Fourier transform
1 哈尔滨工业大学 航天学院,哈尔滨 150001
2 中航工业江西洪都航空工业集团660所, 南昌 330024
基于双干扰光路红外干扰模拟器的光束扩束技术, 设计了微透镜阵列扩束系统, 利用光刻胶热熔技术对微透镜阵列进行加工并对干扰模拟系统的能量收集效率进行测试.实验结果表明两干扰光路的能量收集效率分别为27.3%和26.9%, 与设计结果30.8%基本符合；验证了微透镜阵列作为扩束元件在红外干扰模拟器中的应用价值, 为红外成像仿真技术及多干扰光路红外成像目标模拟器的工程化研究提供了参考.
红外干扰模拟器 微透镜阵列 扩束 光能收集效率 光刻胶热熔 Infrared jamming simulator Microlenses array Beam expander Light energy collection efficiency Melting photoresist
哈尔滨工业大学 空间光学工程研究中心, 黑龙江 哈尔滨 150080
大口径凸非球面子孔径拼接干涉检测中的各子孔径之间为离轴形式, 各子孔径之间除了平移和倾斜变换外, 还含有旋转变换, 测量结果中不可避免地会出现参考面未对准的情况, 当进行数据拟合处理时, 需要把由未对准造成的误差去除。本文在平面检测的最小二乘拟合基础上, 对拟合算法进行了改进, 从而实现了离轴子孔径的拼接检测拟合。为了验证算法的有效性, 采用Matlab对口径为1m的大口径凸非球面的子孔径拼接检测的拟合过程进行了仿真实验, 实验结果表明, 离轴式大口径凸非球面干涉检测的子孔径拼接可采用改进后的最小二乘法拟合而成, 且拟合精度可达到0.0048λ。
大口径凸非球面 离轴子孔径 拼接拟合 最小二乘法 拟合精度 large convex aspheric surface off-axis sub-aperture stitching least squared fit stitching precision
1 黑龙江科技学院 电气与信息工程学院，哈尔滨 150027；哈尔滨工业大学 空间光学工程研究中心，哈尔滨 150080
2 哈尔滨工业大学 空间光学工程研究中心，哈尔滨 150080
3 黑龙江科技学院 电气与信息工程学院，哈尔滨 150027
对巡航导弹尾焰的流场分布进行了分析，建立了简化工程模型。该模型可在已知尾喷管压力、温度的条件下计算尾焰的温度场和压力场分布，与计算流体力学在相应条件下模拟的尾焰流场特性基本一致。进而以C-G 谱带法计算简化模型的辐射亮度分布。计算结果表明，巡航导弹尾焰核心区的辐射亮度特征明显；尾焰辐射3~5 μm波段可作为探测尾焰的主要波段；辐射亮度在与尾焰垂直方向最强。本文的结果可为探测巡航导弹及空间相机的谱带选择提供依据。
巡航导弹 尾焰 建模 红外辐射 cruse missile exhaust plume model building infrared radiation
1 南京理工大学,电子工程与光电技术学院,江苏,南京,210094
2 中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室,吉林,长春,130033
3 长春理工大学,研究生部,吉林,长春,130022
为高效、经济、准确地对微球体颗粒的半径进行测量,基于Mie散射理论设计了一种测量装置.本文应用Mie散射理论对微球体颗粒光散射的性质进行了理论分析与数值计算,得出了散射光分布与入射光波长、微球体颗粒半径以及微球体相对折射率之间的关系.结果表明:入射光波长越小,散射光能量越集中分布在散射角较小的范围内;相对折射率的变化对散射光分布的影响不大;不同半径颗粒的散射光强的分布差异较大,因此通过测量散射光的分布可以确定微球体颗粒的半径,从理论上证明了该设计方案的可行性.结合理论分析与计算结果设计了一种用于测量微球体颗粒半径的装置,该装置具有结构简单、成本低、效率高等优点,可以用于实际测量,具有一定的实用性.
Mie散射理论 半径测量装置 微球体颗粒 Mie scattering theory Radius measuring device Microsphere particle
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室,长春,130022
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设计了连续浮雕衍射微透镜和与其等效的二元亚波长衍射微透镜,采用旋转体时域有限差分法对通过计算机辅助设计出的元件进行了严格的矢量分析,给出了各元件在焦平面的场强分布.分析结果表明,本文设计的二元亚波长微透镜对连续浮雕微透镜有很好的等效效果;填充因子的脉冲宽度调制法要优于填充因子的线性近似法;制作相对误差不大时深度误差和宽度误差对微透镜聚光能力的影响不大.
亚波长 衍射 微透镜 时域有限差分法
1 重庆工商大学(南岸区)计算机科学与信息工程学院,重庆,400067
2 中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室,吉林,长春,130033
采用Matlab语言进行仿真并对Mie理论中消光率(归一化消光截面)的数学性质进行理论分析与数值计算,讨论了消光率曲线的波纹结构与尺寸参数x的关系以及波纹结构的峰值与Mie散射振幅an(x,m)、 bn(x,m)的对应关系.研究了消光率曲线波纹结构的近似周期与相对折射率m的关系,并给出了计算机仿真运行结果.结果表明,消光率随x的变化曲线具有波纹结构,当相对折射率m增大时,这一现象变得不明显;当m为实数,且m≤2时,消光率曲线的波纹结构具有单一周期性,并且波纹结构的峰值出现的?恢糜隦e[an(x,m)]、Re[bn(x,m)]的峰值出现的位置相对应;当m为复数时,只要满足|Im(m)|＜0.01,波纹结构仍具有相同的近似周期,只是振荡的振幅减小了,|Im(m)|越大,波纹结构的振荡振幅越小.计算机仿真结果可为微球体光学性质的研究提供参考.
计算机仿真模拟 Mie理论 光散射 消光率 Computer simulation The Mie theory Light scattering Extinction efficiency
