光学 精密工程
2022, 30(17): 2050
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 中国科学院,研究生院,北京,100049
对发光二极管作星上定标光源的可行性进行了分析研究.测量了LED的工作稳定性,对LED做了开合试验,讨论了它的电流特性.在真空环境下,分析了LED的冷热特性和抗辐射性能.结果表明,LED持续点燃1 200 h的衰减量＜1.2X;其开合重复性很好,但存在10～15 min的不稳定性;改变电流会引起LED发光强度和波长不同程度的变化;温度的变化也同样会影响LED的发光强度、正向偏压以及峰值波长.真空状态下,由于传输介质不同,LED的发光强度会有所增加,但其封装材料真空挥发产生的影响不大;在抗辐射外壳的保护下,空间辐射对LED发光强度的影响不超过0.5%/a.经过分析讨论,证明将LED应用于星上定标是可行的.
辐射定标 发光二极管 空间相机
中科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,130022
根据圆形计算全息图的衍射特性,将曲面圆形计算全息图与补偿镜相结合,应用于凹非球面折射式零检测光学系统中.与传统的折射式零检测光学系统相比,该系统不仅可以简化光学系统的装调过程,还可以降低计算全息图与补偿镜的制作精度,减少制作成本.阐述了利用曲面计算全息图衍射特性的折射式零检测光学系统检测凹非球面的基本原理,给出了具体的设计实例.对于口径为950 mm的抛物面.检测结果P-V值为0.024λ.
光学设计 非球面检测 计算全息图
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,130033
2 中国科学院研究生院,北京,100039
与并列型复眼相比,重叠复眼有更高的光能量利用率和更高的灵敏度.该文从梯度折射率(GRIN)介质的光学特性出发,分析了GRIN介质在重叠复眼中的作用;参考生物解剖学中的测算结果,首次建立了重叠复眼的光学模型;通过对九个小眼进行光线追迹,分析了光接收器上的光线分布情况.
复眼 重叠复眼 梯度折射率 灵敏度
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,吉林,长春,130033
2 中国科学院研究生院,北京,100039
当前对空间望远镜光学系统的要求是:在宽光谱范围内,系统具有分辨率高、质量轻等特点,衍射望远镜可以满足上述要求.利用Schupmann提出的消色差理论可实现系统宽光谱覆盖,采用平面衍射透镜做物镜可使系统轻量化,降低了成本.设计了一个物镜口径为1 000 mm,f/#=100,用离轴三反射镜做目镜的衍射望远镜.设计结果表明:系统在0.65～0.75 μm波段,0.02°×0.035°视场范围内,得到了消色差,接近衍射极限的成像质量.
应用光学 衍射望远镜 消色差 离轴三反射镜
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,吉林,长春,130033
2 中国科学院,研究生院,北京,100039
3 吉林大学,数学学院,吉林,长春,130022
研究了两种曲面复眼成像系统,并首次将曲面场镜阵列引入曲面复眼成像系统,使其边缘视场的成像质量进一步提高,视场角进一步加大.进行了成像系统的建模以及光线追迹,两种结构的视场角分别达到60°和88°,整个系统的体积分别为0.9 mm×0.9 mm×0.5 mm和0.9 mm×0.9 mm×0.75 mm.文中给出了用激光直写设备在曲面基底上进行光刻来制作曲面微透镜阵列的方法.
复眼成像系统 视场角 曲面微透镜阵列 光刻
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,130022
为了精确地检测大口径非球面面形质量,将曲面圆形计算全息图与补偿镜相结合,应用于非球面折射式检测光学系统中.分析了曲面计算全息图的衍射特性,同时分别阐述了利用曲面计算全息图的这种衍射特性来检测凹非球面及凸非球面的基本原理和方法,给出了具体的设计实例.与传统的非球面检测光学系统相比较,该系统不仅简化了传统光学系统的装调过程,还可以大大降低计算全息图(CGH)与补偿镜的制作精度,减少制作成本.尤其是在凸非球面检测过程中,首次在实验技术方面提出了两步全孔径检测法和调整误差的旋转相减消除法,实验验证了该方法的有效性.
二元光学 非球面检测 计算全息图
1 中国科学院,研究生院,北京,100039
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 中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,传感器研究室,吉林,长春,130033
为了解决平凸折衍混合透镜套刻加工中的对准问题,本文设计了一套进行套刻对准的实验路径.以机械轴为参考基准,使掩模板的环带中心和器件球面的对称轴分别与之对准,最终实现套刻过程中掩模板和器件对称轴的对准.最后根据加工实际情况进行了计算,对于口径是92 mm的衍射元件,得到的对准误差为2.125 μm,能够满足系统的要求.采用计算机等辅助手段,可实现亚微米量级的对准精度.
对准 机械轴 干涉
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,吉林,长春,130033
2 中国科学院,研究生院,北京,100039
采用计算机仿真技术模拟了近柱非球面的正入射式检测装置.获取并分析了理想近柱面和理想柱透镜下的干涉图.讨论了降低干涉图P-V值的方法以及不同面形的近柱面在该装置下的可检性.
光学检测 近柱面 柱透镜 干涉图 Optical testing Near-cylindrical surfaces Cylindrical lens Interferogram
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,130022
通过对凸非球面检测过程中各部分元件对波面影响情况的分析,导出了球面计算全息图各衍射级次空间频率和滤波光阑最小孔径的计算公式, 证明了用球面计算全息图检测凸非球面可以减小计算全息图的特征尺寸,降低计算全息图的制作精度.根据导出公式选择合适的计算全息图的位相函数和滤波光阑孔径,以充分滤掉不需要的级次,实现凸非球面的全孔径检测.具体设计实例与实验结果表明,当选择直径为0.2mm的光阑和线宽在40μm到800μm之间变化的计算全息图时,实现了对孔径110mm, 球面半径500mm, 非球面系数为1的凸非球面镜的全孔径检测,这与分析结果完全吻合.
计算全息图 凸非球面 非球面检测
