针对红外探测器件大阵面技术缺乏、单孔径红外探测系统难以兼顾大视场和高分辨率等问题，设计了一种基于压缩感知技术的红外大视场高分辨成像系统。该系统由成像物镜和中继透镜组成，成像物镜对场景进行大视场高分辨率一次成像，一次成像的像面经空间光调制板的调制后由中继透镜二次成像在探测器阵列，利用图像重建算法可将探测器阵列接收的图像进行恢复。设计结果显示，所提系统的工作波段为3.8~4.8 μm，成像物镜具有F/1.999的大数值孔径，视场为±16°，像元数达到1280×1024，中继透镜像元数达到640×512，成像质量完全匹配所选的探测器阵列。此外，对比现有红外单孔径探测系统，所设计的系统具有大视场、高分辨、结构简单紧凑等优势，在航空遥感探测领域具有较大的应用前景。
成像系统 压缩感知 中红外波段 物镜 中继透镜 航空遥感 红外探测器阵列 激光与光电子学进展
2022, 59(8): 0811003
Author Affiliations
Abstract
Institute of Modern Optics, Nankai University, Tianjin 300350, China
A double-zone aspheric diffractive intraocular lens (IOL) was designed and manufactured aiming to regain a continuous range of clear vision for pseudophakic presbyopia. After obtaining the IOL structure parameters through optimization based on an aphakic model eye, its imaging performances were analyzed in the model eye. The modulation transfer function at 50 cycles/mm remained above 0.29 within ±5° field of view for object distance ranging from 6 to 0.66 m. In addition, the imaging qualities are robust for pupil changes, polychromatic light, and different corneal asphericities. The manufactured IOL exhibits the ability to extend depth of focus.
330.4460 Ophthalmic optics and devices 220.2740 Geometric optical design 330.7323 Visual optics, aging changes Chinese Optics Letters
2018, 16(9): 093301
1 南开大学现代光学研究所， 天津 300071
2 南开大学光学信息技术科学教育部重点实验室， 天津 300071
为提高静脉注射的成功率，设计了一款头戴静脉显示光学系统，该系统由红外成像系统与穿透型目镜式头戴显示器组成。近红外成像系统具有F/1.59的大数值孔径，利于弱红外散射光的收集成像，设计中采用了旋转对称的二次曲面设计，系统的质量是相应球面系统的77.8%。穿透型头戴显示器结构简单紧凑，采用了旋转对称的二次曲面设计，系统的质量是相应球面系统的55.6%。设计结果显示，近红外成像系统成像质量优异，分辨率可达扩展图形阵列(XGA)(1024 pixel×768 pixel)。穿透型目镜式头戴显示器具有10 mm的出瞳直径，50 mm的出瞳距离，0.068D的最大场曲(D为屈光度)，0.372%的最大相对畸变以及XGA(1024 pixel×768 pixel)的显示模式分辨率。双目光学系统的总质量为44 g。较之现有的静脉显示系统，本系统具有结构简单紧凑、数值孔径大、分辨率高、重量轻等特点。
成像系统 静脉显示 目镜式头戴显示器 二次曲面 激光与光电子学进展
2017, 54(7): 071103
1 南开大学现代光学研究所, 天津 300071
2 南开大学光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300071
近视人眼随年龄的增长会出现老视, 为了实现一副眼镜矫正近视并发老视人眼的远、近视力, 设计了一种非球面衍射型隐形眼镜(CL), 通过非球面CL矫正近视, 并通过衍射环的设计矫正老视。在一个有200度近视和2 D调节力的近视并发老视眼模型上优化CL, 选取的5个设计物距介于250 mm到无限远。研究了0°视场和±4°视场时设计物距下佩戴CL的近视并发老视眼模型的光学性能。结果表明, 佩戴该CL后, 在明视觉条件下(2.8 mm瞳孔直径), 注视不同距离物体时, 人眼视力最低可达1.3, 最高可达1.5; 在间视觉条件下(4.5 mm瞳孔直径), 除注视无穷远处物体时视力略差(0.9), 注视其他距离物体时, 视力均在1.0以上。此外, 佩戴CL后, 眼模型的大视场彗差、像散和畸变均在合理范围内。可见, 所设计CL能够在0~4 D物距范围内提供良好的光学质量和视觉质量, 且中间距离也实现了高质量成像, 成像性能几乎不受瞳孔变化的影响。
光学设计 隐形眼镜 近视并发老视 光学性能 视力
