1 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
2 中国科学院大学, 北京10049
3 苏州胜利精密制造科技股份有限公司, 江苏 苏州 215000
针对汽车AR-HUD显示虚像视距更远、虚像视场角更大的需求, 采用自由曲面离轴反射光路结构, 设计了一种焦距为-309 mm, 虚像视距为7.5 m, 虚像视场角为9.8°×5.5°的虚像显示光路。为保证驾驶员观察到的虚像的清晰度, 结合人眼典型分辨角为1′, 源图像显示模块采用分辨率为854×480 pixel的背投式DLP微投影系统。将人眼与虚像显示光路作为整体进行设计, 使用Eyebox(孔径光阑偏移范围)模拟驾驶员眼睛活动范围, 对于不同的孔径光阑位置, 该光学系统的虚像面在奈奎斯特空间频率0.33 lp/mm处, 中心视场MTF值大于0.6, 全视场MTF值大于0.3。此外, 使用蒙特卡罗方法对该系统取不同入瞳位置时进行了初步公差分析, 系统90%的MTF值大于0.49, 表明该系统容差能力较强。
光学设计 平视显示 离轴反射 自由曲面 optical design head up display off-axis reflection free-form surface
1 中国科学院自适应光学重点实验室，四川 成都 610209
2 中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209
3 中国科学院大学，北京 100049
高功率固体板条激光器的光束质量严重受限于增益介质热效应等多种因素。如何同时获得高平均功率和高光束质量是激光发展过程中面临的一个基本物理问题。自适应光学技术能够有效补偿固体板条激光系统输出光束的静态和动态像差，是改善光束质量的有效手段。近年来中国科学院光电技术研究所掌握了低阶像差补偿器、加权优化波前复原方法、通用波前处理机等关键技术，为国内多个固体板条激光系统研制了二十余套自适应光学光束净化系统，显著改善了光束质量，保障了上述激光系统的有效运用。
自适应光学 固体板条激光器 光束质量 adaptive optics solid-state slab laser beam quality
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory on Adaptive Optics, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, China
2 Institute of Optics and Electronics, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, China
3 University of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
In this Letter, we propose an on-line inspection method based on a plenoptic camera to detect and locate flaws of optics. Specifically, due to the extended depth of field of the plenoptic camera, a series of optics can be inspected efficiently and simultaneously. Moreover, the depth estimation capability of the plenoptic camera allows for locating flaws while detecting them. Besides, the detection and location can be implemented with a single snapshot of the plenoptic camera. Consequently, this method provides us with the opportunity to reduce the cost of time and labor of inspection and remove the flaw optics, which may lead to performance degradation of optical systems.
110.6880 Three-dimensional image acquisition 140.3330 Laser damage 330.3350 Vision - laser damage Chinese Optics Letters
2017, 15(4): 041102
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory on Adaptive Optics, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, China
2 Institute of Optics and Electronics, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, China
3 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
4 Institute of North Optics and Electronic, Beijing 100015, China
We present a hybrid adaptive optics system for a kW-class solid-state slab master oscillator power amplifier laser that consists of both a low-order aberration corrector and a 59-actuator deformable mirror. In this system large defocus and astigmatism of the beam are first corrected by the low-order aberration corrector and then the remaining components are compensated by the deformable mirror. With this sequential procedure it is practical to correct the phase distortions of the beam (peak to valley up to 100 μm) and the beam quality β is successfully improved to 1.9 at full power.
010.1080 Active or adoptive optics 140.5680 Rare earth and transition metal solid-state lasers 090.1000 Aberration compensation Chinese Optics Letters
2016, 14(9): 091402
1 中国科学院光电技术研究所，成都 610209
2 中国科学院自适应光学国家重点实验室，成都 610209
3 中国科学院大学，北京 100049
提出一种用于低信噪比光腔衰荡时间准确提取的信号平滑方法，该方法基于数字图像处理领域的空间滤波平滑技术。首先推导了这种平滑方法的平滑过程和平滑效率，并与其他平滑算法进行了对比。推导结果表明基于均值滤波算子的空间滤波平滑方法具有最高的平滑效率。其次，分析了信号平滑方法的实用效果，结果发现该平滑方法与加权线性最小二乘算法相结合能够实现高精度、快速同时准确度较好的光腔衰荡时间提取。最后结合实验数据检验了平滑方法的处理效果，取得了列文伯格-马夸尔特算法相一致的衰荡时间提取结果。
光腔衰荡技术 衰荡时间提取 信号平滑 cavity ring-down decay time extraction signal smoothing
1 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
2 中国科学院自适应光学重点实验室, 四川 成都 610209
3 中国科学院大学, 北京 100049
人眼像差对视功能具有重要影响。目前相关研究结果多在单眼条件下获得，为解决双眼像差对双眼视功能的影响等问题，搭建了一套双眼高阶像差校正与视觉分析系统。该系统采用哈特曼波前传感器和37单元变形反射镜对双眼像差进行测量和控制，并通过对控制器增益的优化设计，实现了对双眼像差的稳定闭环控制。视标显示器采用有机发光二极管微型显示器，其视频输入信号直接由计算机产生，可方便地实现多种视功能测试。利用该系统进行了初步的立体视觉实验，展示了该系统在双眼视功能测试方面的巨大潜力。双眼高阶像差校正与视觉分析系统的建立为未来双眼视功能的深入研究提供了必要的技术和设备支持。
自适应光学 双眼像差 高阶像差校正 视觉分析 光学学报
2015, 35(10): 1033001
1 中国科学院 光电技术研究所,四川 成都 610209
2 中国科学院 研究生院,北京 100049
介绍了一种新的基于径向波前斜率的哈特曼检测方法及原理,并重点介绍了采用该方法和技术研制的800 mm口径的径向哈特曼像质检测实验系统的组成及结构,以及利用该系统对700 mm光学系统像质检测的实验结果。研究表明,在没有昂贵的大口径标准平面镜的情况下,用该方法在室内可实现大型望远镜系统的像质检测。
测量 光学检测 波前传感器 哈特曼检测 大型望远镜
1 中国科学院光电技术研究所,四川 成都 610209
2 中国科学院 研究生院,北京 100049
对径向哈特曼像质检测系统(RHTS)与被检测光学系统的光轴对准问题进行了分析研究,提出了一种新的在安装和检测过程中的光轴对准方法,用于径向哈特曼检测系统与被检测光学系统的对准。该方法根据镜面反射原理,利用安装在扫描旋转机构上的细光束发射和接收装置,从CCD摄像机采集到的图像中分析计算出光轴调整所需要的偏移量,通过简明直观的步骤进行光轴校准。对该方法进行了原理推导、仿真实验及系统实验。实验结果表明,这种调整方法简单快速且精度高,能满足径向哈特曼像质检测中光轴对准的要求。该方法还可用于大型望远镜光学系统主次镜对准。
测量 光学检测 径向哈特曼 光学对准
1 中国科学院光电技术研究所,成都 6102091
2 中国科学院研究生院,北京 100039
径向哈特曼像质检测系统(RHTS)是一种新型的大口径光学检测系统,在室内不用大口径标准平面镜就可以实现光学系统的检测。目前,RHTS存在测量时间长、图像采集数据量大、以及在测量过程中,温度、噪声等周围环境的不稳定因素对系统的测量结果影响严重等问题。在测量大口径光学系统的过程中,基于对该系统控制流程的分析,本文提出了动态测量控制方案,设计出满足该动态测量所需要的控制电路,并采用新的数据采集处理方法,实现了径向哈特曼的快速动态测量,减少了系统测量时间。
径向哈特曼 双五棱镜 光学检测 PCI总线 控制系统 radial-Hartmann double-pentaprism optical testing PCI bus control system DSP DSP
中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209
云南天文台1．2m望远镜61单元自适应光学系统已经完成升级改造并投入使用。该自适应光学系统主要由倾斜跟踪控制回路、高阶校正回路以及高分辨力成像系统组成。为了提高系统的跟踪精度，倾斜跟踪控制回路由两级倾斜校正回路串联而成，用于校正望远镜的跟踪误差和大气湍流引起的倾斜跟踪误差。高阶校正回路主要由一套哈特曼波前传感器、一块61单元变形反射镜以及一套高速数字波前处理机组成。系统中哈特曼波前传感器的工作波段为400～700nm，系统成像波段为700～900nm。在介绍61单元自适应光学系统各组成部分的基础上，对该系统的性能进行了分析，并给出了实际天文恒星目标的高分辨力自适应光学成像观测结果。
自适应光学 波前传感器 跟踪 性能分析 adaptive optics Hartmann-Shack wavefront sensor tracking performance analysis
