人眼波前像差随时间涨落会引起人眼光学性能和视觉功能的改变.采用改进的Hartmann-Shack波前传感器人眼像差仪对10只屈光度为0 D-－5.0 D、直径为3 mm和6 mm的人眼瞳孔的波前像差进行测量, 其中每只人眼在5 s内连续测量125次, 测量频率为25 Hz.为确定测量过程中是否引入人为像差, 对人造眼3 mm和6 mm瞳孔的动态波前像差进行测量比对.结果表明: 所测量的10只人眼3 mm和6 mm瞳孔总的Zernike波前像差均方根涨落幅度的平均值分别为0.087 μm和0.105 μm, 均大于Marechal衍射极限;Zernike第3阶到第7阶波前像差均方根涨落幅度随像差阶数的递增而下降, 涨落幅度为0.06-0.02 μm;人眼波前像差的涨落频率达6 Hz.
动态波前像差 眼波前像差 Hartmann-Shack波前传感器 像差矫正 频谱 Dynamic wavefront aberrations Wavefront aberrations of human eye Hartmann-Shack sensor Vision correction Frequency spectrum
1 沈阳理工大学, 辽宁 沈阳 110168
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
3 中国科学院大学, 北京 100049
4 空军大连通信士官学校, 辽宁 大连 116100
以一款外掩式白光日冕仪[其视场为2.5~15 R⊙（太阳半径），分辨率为14 sec/pixel，口径为30 mm，焦距为200 mm]为基础，对日冕仪外掩体以及外掩体支撑杆带来的渐晕问题进行了分析计算，得到日冕仪渐晕表达式。以此式为基础，计算模拟了不同外掩体和物镜间距下的渐晕图。模拟结果显示，外掩体与物镜的距离越远，外掩体以及支撑杆所带来的渐晕越小。用日冕仪原理演示样机实验，验证了理论分析和模拟结果，并在此基础上对目标图像进行了渐晕补偿，成像效果得到明显改善。
成像系统 渐晕 渐晕补偿 外掩式日冕仪 距离 外掩体 支撑杆 光学学报
2014, 34(11): 1112008
研究了向列相液晶缺陷TiO2和SiO2交替的光学多层膜一维光子晶体透射谱偏振敏感特性。 外电压下透射光谱测试和模拟结果显示, 对于平行取向的向列相液晶, 当自然光垂直入射时, 禁带中两处出现e(TE模式)光和o光(TM模式)透射峰, 具有偏振敏感性。 随着电压增大, e光透射峰蓝移与o光透射峰合二为一, 光谱可调谐范围分别为31和34 nm; 而对于取向混乱的向列相液晶, 禁带中两处出现独立的透射峰, 无偏振敏感性。 随着电压增大峰位也蓝移, 光谱可调谐范围分别为64和15 nm。 通过混乱取向液晶分子, 可以使o光和e光有效折射率值相等, 获得偏振不敏感特性。
透射光谱 偏振敏感性 光子晶体 向列相液晶缺陷 Transmission spectra Polarization-sensitive characteristics Photonic crystal Nematic liquid crystal defects 光谱学与光谱分析
2012, 32(5): 1345
南开大学 现代光学研究所 光电信息技术科学教育部重点实验室，天津 300071
运用非球面光学理论，设计了一款基于Gullstrand-Le Grand眼模型的便携式非球面眼底荧光相机。该相机根据滤光片选择原则，选用Nikon公司的B-2A滤光组合作为滤光系统进行光谱滤光；为避免角膜中心较大曲率引起的杂散光，采用环形光阑和共轴式照明相结合的照明方式实现眼底均匀照明；摄影系统中引入眼模型结构，综合校正了人眼及系统的像差，实现了全视场20×106 pixel的高清晰成像。该摄影系统包含有2个非球面结构，使系统由9片镜结构简化为7片镜结构。实验结果表明，该相机具有较大的调节能力，对-12~+12 m-1的人眼普遍适用，其视场角为30°，像面成像分辨率为120 lp/mm，畸变值＜3.9%。非球面光学元件的使用，有效地简化了系统，减小了系统体积和重量，提高了成像质量。
光学设计 眼底荧光造影 相机 眼模型 非球面 optical design Fundus Fluorescein Angiography(FFA) camera eye model aspheric surface
研究了掺杂激光染料DCM和手性剂CB15的向列相液晶器件的激光辐射行为。制作了反平行摩擦处理的器件,得到了扭曲向列相液晶平面织构态。采用固体Nd:YAG倍频532 nm波长激光作为抽运光源,测量并分析了器件的受激辐射光谱。当抽运光较弱,小于18.0 mJ时,观察到染料DCM较宽的荧光辐射谱。随着抽运光的逐渐增强,以波长606 nm为中心出现了较尖锐的受激辐射峰,具有明显的阈值特性和方向性。最小半峰全宽(FWHM)大约为10 nm。
激光光学 扭曲向列相液晶 激光辐射 平面织构态 分布反馈
吉林大学 通信工程学院 光通信系，长春 130012
在光子晶体的缺陷层内掺入Kerr介质，基于Kerr非线性效应导致的缺陷态迁移原理，设计了两种一维光子晶体全光开关结构.应用时域有限差分（FD-TD）法，编制Matlab计算程序，对全光开关进行数值特性分析.讨论频率混合效应对全光开关的影响.观察光子局域效应增强光子晶体非线性的现象，验证了光子局域效应与光子晶体完整周期结构的层数有关，层数太少光子局域效应不明显.
光子晶体 全光开关 非线性 频率混合 光子局域 Photonic crystals All-optical switching Nonlinearity Frequency mixing Photonic localization
利用传输矩阵法研究了对称结构和非对称结构一维光子晶体微谐振腔的调谐特性和品质因子.研究发现：当缺陷层光学厚度增加时，缺陷模中心波长也会随着增加即向长波方向移动，微谐振腔的调谐特性与缺陷层两边介质的折射率有关；相比于对称结构，非对称结构能在较小的缺陷层光学厚度变化范围内实现较大波长范围的线性调谐；品质因子随缺陷层厚度的增加先增大后减小，在缺陷模中心波长为λ0时可达最大值；高低折射率介质层的排布对微谐振腔品质因子有影响.
光子晶体 微谐振腔 缺陷模 调谐特性 品质因子 Photonic crystal Micro-cavity Defect mode Tuning characteristics Quality factor
1 南开大学,现代光学研究所,天津,300071
2 吉林大学,通信工程学院光通信系,吉林,长春,130012
3 中国科学院光电技术研究所,四川,成都,610209
基于人眼光学质量客观评价标准区域调制传递函数(AreaMTF),斯特列尔比(SRX)和同心相对瞳孔平面(PFWc),分析了波前像差RMS为0.25pm时泽尼克像差项组合对人眼光学质量的影响.C4(离焦)与C12(球差)等组合后,像差比例在1.33到4.90的范围内AreaMTF和SRX有极大值;C6(三叶草)与C7(彗差)等组合后,像差比例在0.20到1.00的范围内它们有极小值.二阶像差(离焦和像散)组合时,C4(离焦)起着主导作用.三阶像差(彗差和三叶草)组合时,SRX和PFWc值的变化范围均较大,分别为0.066到0.228和0.048到0.656.
视光学 光学质量标准 像差组合 视功能
1 南开大学,天津,300071
2 中国科学院光电技术研究所,四川,成都,610209
定量地研究高级像差对人眼成像质量和视觉的影响对人眼像差矫正具有重要的实验和临床意义.利用Hartmann-Shack波前传感器人眼像差仪测量了正常人眼6mm瞳孔的波前像差,由波前像差计算出人眼光学系统的光学调制传递函数MTF和Strehl比率,并由MTF和视网膜空间像调制度AIM曲线计算出人眼视锐度和对比敏感度函数CSF.根据MTF和Strehl比率分析了高级像差对人眼成像质量的影响,根据视锐度和对比敏感度函数CSF分析了高级波像差对视觉的影响.研究表明Zernik前6级像差对人眼成像质量和视觉的影响是不可忽略的,更高级的像差对人眼成像质量和视觉的影响较小,甚至可以忽略.对Zemik前6级像差进行矫正,可以得到相当好的视觉.
波前像差 Hartmann-Shack波前传感器 斯特列耳比率 对比敏感度 视锐度
