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一种机载多波段共光路望远光学系统 认领
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作者 鲜勇 李文强 赵翔 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2020年第8期109-112,共4页
利用一种新型“偏轴三反式”构型设计了多波段共光路望远分系统。该望远分系统具有大口径、放大倍率高、结构紧凑、装调难度低等特点。利用该分系统可以实现可见光、红外、激光接收的共孔径设计,适用于机载光电侦察设备。从同轴三反式... 利用一种新型“偏轴三反式”构型设计了多波段共光路望远分系统。该望远分系统具有大口径、放大倍率高、结构紧凑、装调难度低等特点。利用该分系统可以实现可见光、红外、激光接收的共孔径设计,适用于机载光电侦察设备。从同轴三反式结构出发,利用初级像差公式,得到系统初始结构。所设计的望远分系统的通光口径为240 mm,放大倍率为12。该望远系统后端可与焦距为110 mm,探测器为640×512@15μm的红外会聚系统连接,使得红外系统焦距为1320 mm;也可以与焦距为121 mm,探测器为1920×1080@5.5μm的可见光会聚系统连接,使得可见光系统焦距为1452 mm,实现可见光、红外共孔径设计。望远分系统设计实例表明,系统像质接近衍射极限,各像差均得到良好校正。 展开更多
关键词 多波段共光路光学系统 望远系统 偏轴三反 光学设计
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基于光纤照明技术的光纤端头灯的设计与实现 认领
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作者 陈嘉鸿 单孝忍 丁攀峰 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2020年第3期217-226,共10页
为了将光纤束端头发光应用于均匀照明场景,设计了一种基于光纤照明技术的光纤端头灯并制作了样灯模型。基于光纤导光特性设计LED光源与光纤束的耦合装置,通过公差分析得到代数多项式拟合配光曲线的最佳拟合阶次为10;并结合裁剪法设计光... 为了将光纤束端头发光应用于均匀照明场景,设计了一种基于光纤照明技术的光纤端头灯并制作了样灯模型。基于光纤导光特性设计LED光源与光纤束的耦合装置,通过公差分析得到代数多项式拟合配光曲线的最佳拟合阶次为10;并结合裁剪法设计光纤束端头的配光透镜,将光纤束与透镜进行装配得到灯具。仿真得到灯具在300mm远接收平面上的光斑垂直照度均匀度为90.99%,水平照度均匀度为89.59%,耦合装置的耦合效率为87%。最后经过误差实验分析得到系统的最佳耦合距离为2mm,透镜与发光端面的距离为50mm,灯具的实际光斑照度均匀度为81.54%。理论和实验结果表明光学透镜明显改善了光纤端头光束的发散特性和均匀性,该光纤端头灯设计方案为将光纤端头发光应用于均匀照明设计提供了一种可行方案。 展开更多
关键词 光学设计 光纤照明技术 耦合装置 光学透镜 塑料光纤 非成像光学
低噪声折射式红外光学系统设计 认领
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作者 崔泽曜 仇振安 +3 位作者 潘枝峰 任伟锋 金辰杰 于鑫 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2020年第3期100-103,114共5页
对采用制冷型长波红外探测器的光学系统,设计了一个二次成像三片锗透镜的会聚系统。提出了一种低噪声折射式红外光学系统的优化设计方法,并对比传统杂散辐射抑制优化设计方法,利用Tracepro进行仿真分析,抑制结果表明,新的低噪声优化设... 对采用制冷型长波红外探测器的光学系统,设计了一个二次成像三片锗透镜的会聚系统。提出了一种低噪声折射式红外光学系统的优化设计方法,并对比传统杂散辐射抑制优化设计方法,利用Tracepro进行仿真分析,抑制结果表明,新的低噪声优化设计方法对杂散辐射抑制较传统方法提升23.87%,提升效果明显。 展开更多
关键词 红外光学系统 光学设计 杂散辐射 冷反射
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大工作距红外变焦显微光学系统设计 认领
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作者 吴凡 李森森 兰喜瑞 《光电技术应用》 2020年第4期9-14,共6页
红外显微热成像系统能够分析微小物体或局部细节的温度变化,在工业检测、医学诊断和科学实验研究等领域已获得广泛的应用。分析了红外变焦显微光学系统的设计方法,并基于制冷型红外探测器设计了一款成像倍率为0.5x~2x的光学系统。该系... 红外显微热成像系统能够分析微小物体或局部细节的温度变化,在工业检测、医学诊断和科学实验研究等领域已获得广泛的应用。分析了红外变焦显微光学系统的设计方法,并基于制冷型红外探测器设计了一款成像倍率为0.5x~2x的光学系统。该系统采用机械补偿变焦方式,以二次成像构型实现与探测器冷光阑的光瞳匹配,在8片镜片上设计了2个非球面,矫正了高级像差,实现了在全倍率范围内的平滑连续变焦。通过zemax宏程序对变焦过程的分析表明,该光学系统在整个变焦过程中运动平滑,成像稳定,弥散斑变化均较小。 展开更多
关键词 显微热像仪 变焦距系统 光学设计 大工作距
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多波段共孔径光学成像系统的几种实现途径(特约) 认领
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作者 邓键 曲锐 黄建兵 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期270-281,共12页
借助微分方法,提出光学系统内的消波段间色差和波段内色差条件,建立了扩展的复消色差理论,通过对比各自波段和全波段的折射率-色差系数,进行材料配对,并迭代优化校正各类像差。由此介绍了几种多波段共孔径光学系统的实现途径和具体设计... 借助微分方法,提出光学系统内的消波段间色差和波段内色差条件,建立了扩展的复消色差理论,通过对比各自波段和全波段的折射率-色差系数,进行材料配对,并迭代优化校正各类像差。由此介绍了几种多波段共孔径光学系统的实现途径和具体设计实例,包括:透射式结构的宽波段及多波段成像物镜光学系统;透射式结构的中波/近红外二次成像变焦系统;透射式结构的中/长波红外二次成像变焦系统;通过反求工程(Reverse Engineering)设计了AN/AAQ-33"狙击手XR"吊舱采用的中波/近红外共孔径透射式前置望远系统主光路;AN/ASQ-228 ATFLIR吊舱采用的共孔径离轴三反射式消像散前置望远系统主光路;AN/AAS-52 MTS-B吊舱采用的同轴偏视场三反前置望远系统主光路;EKV采用的同轴四反二次成像系统;拓展介绍了采用同轴折反式前置望远+后置成像结构的光路结构,包括同轴折反式中波/短波/近红外和长/中/短波红外望远系统+后置分光成像系统的设计;以及一些典型弹载光学系统共孔径或共光路的设计。 展开更多
关键词 光学设计 多波段 共孔径 折反式光学系统 前置望远系统
大视场离轴三反光学系统设计 认领
6
作者 沈志娟 《光电技术应用》 2020年第2期24-27,64共5页
与传统折射光学系统相比,离轴反射光学系统具有小体积、轻量化和无色差等特点,因此被广泛应用于望远镜系统和空间观测系统等领域。随着目前自由曲面的广泛应用,首先分析了离轴三反光学系统的初始结构参数确定方法,然后在系统的主反射镜... 与传统折射光学系统相比,离轴反射光学系统具有小体积、轻量化和无色差等特点,因此被广泛应用于望远镜系统和空间观测系统等领域。随着目前自由曲面的广泛应用,首先分析了离轴三反光学系统的初始结构参数确定方法,然后在系统的主反射镜设计中引入Zernike边缘矢高形式的自由曲面,最终设计了一款有效焦距为700 mm,视场角为10°,F/#为4.5,系统总长为597.58 mm的离轴三反光学系统。该系统在71.4 lp/mm处各视场的调制传递函数(MTF)值均大于0.28,畸变均小于0.1%,结果表明,该系统在有效视场内成像质量较好。该系统的设计方法对类似的离轴三反光学系统设计具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 离轴三反光学系统 光学设计 大视场 自由曲面 ZERNIKE多项式
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基于非均一型微透镜阵列的仿生光学系统设计 认领
7
作者 李阳 陈宇 +2 位作者 张家铭 杨超 苏鹏程 《长春理工大学学报:自然科学版》 2020年第2期1-7,共7页
生物复眼具有视场大、体积小、动态灵敏度高等特点,在机器视觉及无人驾驶等人工智能领域均具有着重要应用。设计了一款基于曲面阵列的非均一型仿生复眼光学系统,复眼系统中各级子眼焦距不同,通过优化设计使得物面经曲面子眼阵列后成像... 生物复眼具有视场大、体积小、动态灵敏度高等特点,在机器视觉及无人驾驶等人工智能领域均具有着重要应用。设计了一款基于曲面阵列的非均一型仿生复眼光学系统,复眼系统中各级子眼焦距不同,通过优化设计使得物面经曲面子眼阵列后成像为平面。该复眼系统视场达到了102.8°,由13个环带的子眼组成,其中1-9级子眼采用标准透镜设计,在截止频率68 lp/mm处,各视场MTF值均大于0.29;10-13级子眼采用非球面设计,通过改变边缘子眼口径和视场的方法改善像质,使10-13级子眼各视场的MTF值均大于0.28。各级子眼在全视场范围内畸变均小于4%,点列图的RMS半径均小于探测器像素尺寸7.4μm。为避免各子眼间的光束串扰问题,设计了复眼的单通道成像锥形孔阵列,并针对高精度增材制备技术,完成了曲面复眼的结构设计。公差分析后,该系统像质仍满足使用要求。 展开更多
关键词 非均一型 光学复眼 微透镜阵列 光学设计 光线追迹
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深紫外CMOS图像传感器测试匀光系统设计 认领
8
作者 李琦 齐月静 +4 位作者 卢增雄 张清洋 马敬 杨光华 苏佳妮 《半导体光电》 CAS 北大核心 2020年第3期395-399,共5页
匀光系统的均匀性是实现深紫外CMOS图像传感器参数测试的关键。根据傅里叶光学理论,结合ArF准分子激光输出光斑特点,设计了复眼阵列匀光系统的初始结构,并在ZEMAX非序列模式下建立了匀光系统模型。针对ZEMAX光源中光线采样随机性的特点... 匀光系统的均匀性是实现深紫外CMOS图像传感器参数测试的关键。根据傅里叶光学理论,结合ArF准分子激光输出光斑特点,设计了复眼阵列匀光系统的初始结构,并在ZEMAX非序列模式下建立了匀光系统模型。针对ZEMAX光源中光线采样随机性的特点及匀光系统均匀性的要求,对追迹光线数目及复眼阵列中透镜元个数进行了优化。在透镜元大小为1mm、采用1亿根光线并做30次平均后,在12mm×12mm光斑范围内获得了均匀性为0.986的均匀照明光斑,满足CMOS图像传感器测试对光斑均匀性优于0.97的要求。 展开更多
关键词 深紫外 CMOS图像传感器 匀光系统 光学设计
基于DMD的大视场长出瞳距星模拟器光学系统设计 认领
9
作者 代雨 程欣 +2 位作者 张文明 李杰 吕升林 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期891-897,共7页
为满足高动态星模拟器的使用要求,设计了一套适用于DMD的投影光学系统和照明光学系统。投影系统采用二次成像方式,解决了大视场长出瞳距情况下长后工作距和系统像差校正难的问题,采用复眼透镜阵列设计了相应的照明系统,利用全反射棱镜... 为满足高动态星模拟器的使用要求,设计了一套适用于DMD的投影光学系统和照明光学系统。投影系统采用二次成像方式,解决了大视场长出瞳距情况下长后工作距和系统像差校正难的问题,采用复眼透镜阵列设计了相应的照明系统,利用全反射棱镜实现照明系统和投影系统的同向排列。设计结果表明:系统出瞳为60 mm,视场为28.6°,畸变小于0.045%,80%的能量集中在直径为8μm的圆内,照明系统的照明均匀度大于94%,满足设计指标要求,适用于大视场长出瞳距DMD型动态星模拟器的光学系统。 展开更多
关键词 光学设计 动态星模拟器 数字微镜阵列 光学系统
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低畸变宽工作距机器视觉镜头光学设计 认领
10
作者 柳晓娜 王少勃 +1 位作者 欧阳名钊 韩雪峰 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期924-928,共5页
机器视觉镜头参数要求有别于其他镜头,为了保证测量精度,要求镜头的光学畸变很小甚至接近零,有的工作场合还要求有很宽的工作距等。设计一种机器视觉镜头,使用8枚球面镜片,采用固定后组,移动前组的调焦结构,实现了在空间频率120 lp/mm处... 机器视觉镜头参数要求有别于其他镜头,为了保证测量精度,要求镜头的光学畸变很小甚至接近零,有的工作场合还要求有很宽的工作距等。设计一种机器视觉镜头,使用8枚球面镜片,采用固定后组,移动前组的调焦结构,实现了在空间频率120 lp/mm处,工作距从无穷远到超近摄0.1 m时,镜头畸变小于0.1%,MTF全视场大于0.4的性能要求。光学系统后组使用了两枚镜片,与后组只有一枚镜片的架构不同,不仅提升了光学性能,还有利于系统的平衡及稳定。整个光学系统没有非球面,也没有高折射率或高阿贝数的特殊玻璃,均为常见的冕牌玻璃和火石玻璃,降低了镜头成本,镜片加工及组装公差范围内量产优良率达90%以上。该镜头光学系统可广泛应用于机器视觉尤其是智能机器视觉行业。 展开更多
关键词 机器视觉 低畸变 光学镜头 光学设计 宽工作距
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一款用于水下探测的光学成像系统设计 认领
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作者 曹一青 沈志娟 《莆田学院学报》 2020年第2期19-22,共4页
为了满足水下探测的需求,对用于水下探测的光学成像系统应具有的特点进行了分析。在此基础上,分析了非球面在校正系统像差中的作用,并应用光学设计商业软件Zemax设计了一款专门用于水下探测的大视场、大相对孔径的光学成像系统。该系统... 为了满足水下探测的需求,对用于水下探测的光学成像系统应具有的特点进行了分析。在此基础上,分析了非球面在校正系统像差中的作用,并应用光学设计商业软件Zemax设计了一款专门用于水下探测的大视场、大相对孔径的光学成像系统。该系统的相对孔径为1/2.5,全视场角为104°,焦距为4.36 mm,工作波段为400~700 nm;在奈奎斯特频率41.7 lp/mm处的全视场角在子午和弧矢方向的调制传递函数(MTF)值均大于0.60。说明该系统的成像质量良好,结构紧凑,可以满足实际应用的需要。 展开更多
关键词 水下探测 光学成像系统 非球面 可见光 光学设计
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基于ZEMAX的扩束型光纤连接器对准误差分析 认领
12
作者 董雪岩 李平雪 +1 位作者 章曦 杨卫鑫 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2020年第15期168-177,共10页
通过对光纤耦合条件的理论分析,设计了扩束型光纤连接器的光学系统,并在ZEMAX软件的混合模式下实现仿真。定量分析准直镜和聚焦镜产生的对准误差所引起的光束质量和耦合效率的变化。模拟结果表明,准直镜和聚焦镜存在偏心或倾斜误差且在... 通过对光纤耦合条件的理论分析,设计了扩束型光纤连接器的光学系统,并在ZEMAX软件的混合模式下实现仿真。定量分析准直镜和聚焦镜产生的对准误差所引起的光束质量和耦合效率的变化。模拟结果表明,准直镜和聚焦镜存在偏心或倾斜误差且在允许范围内,可调整两透镜的位置补偿像差和光轴偏移以确保光束质量和耦合效率达标,并对模拟结果进行实验验证。再模拟光纤连接器在不同直径时的对准误差允许范围,并推导对准误差补偿公式。在扩束型光纤连接器的设计和装调过程中,计算对准误差补偿公式,由于准直镜失调产生的对准误差可通过聚焦镜进行补偿,既增加设计精度又简化装调过程。最后根据对准误差分析结果,自行设计并制造12kW@600μm的扩束型光纤连接器。 展开更多
关键词 光学设计 光纤连接器 ZEMAX 对准误差 耦合效率 光束质量
数码裂隙灯显微系统前置物镜的设计 认领
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作者 黄幼萍 林峰 +1 位作者 黄淑燕 陈冬英 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2020年第15期178-184,共7页
数码裂隙灯显微镜主要用于眼科疾病的检查,而前置物镜作为数码裂隙灯显微镜的重要组成部分之一,影响整个系统的成像质量。根据体视显微镜平行光路系统的原理,利用Zemax软件设计并优化一款高性能数码裂隙灯显微镜前置物镜。实验结果表明... 数码裂隙灯显微镜主要用于眼科疾病的检查,而前置物镜作为数码裂隙灯显微镜的重要组成部分之一,影响整个系统的成像质量。根据体视显微镜平行光路系统的原理,利用Zemax软件设计并优化一款高性能数码裂隙灯显微镜前置物镜。实验结果表明:低倍光路和高倍光路的最大均方根半径值分别为2.3μm和5.1μm。在空间频率为115lp/mm处,低倍光路时全视场的调制传递函数(MTF)值达到0.30,接近衍射极限,分辨率较高,高倍光路的MTF值在0.15以上,满足眼科使用要求。最后进一步分析偏心对系统引人的彗差和像散的影响,所得结果为加工和装调提供理论依据。 展开更多
关键词 光学设计 数码裂隙灯显微镜 前置物镜 平行光路
基于机器视觉的小景深高分辨率双远心光学系统的设计 认领
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作者 蔡达岭 范君柳 +2 位作者 吴泉英 陈宝华 沈栋慧 《激光杂志》 北大核心 2020年第4期24-28,共5页
针对机器视觉检测Pin针位置度的应用需求,确定光学系统技术指标,选择合适的初始结构和玻璃组合,通过像差优化设计一款小景深、高分辨率、低远心度的双远心光学系统。系统包括8片球面透镜,物方线视场2y=32 mm,工作距离120 mm,景深0.5 mm... 针对机器视觉检测Pin针位置度的应用需求,确定光学系统技术指标,选择合适的初始结构和玻璃组合,通过像差优化设计一款小景深、高分辨率、低远心度的双远心光学系统。系统包括8片球面透镜,物方线视场2y=32 mm,工作距离120 mm,景深0.5 mm,像面CCD尺寸1英寸,最大畸变小于0.1%,远心度最大值控制在0.007°以内,在空间频率208 lp/mm处调制传递函数(MTF)值大于0.3,各种像差均得到很好的矫正,像质优良,并对光学系统进行公差分析。该结构在连接器Pin针位置度检测领域内具有广泛的通用性,在一定程度上提高检测效率、降低劳动成本,有很好的市场前景。 展开更多
关键词 光学设计 机器视觉 双远心光学系统 远心度
可改善平面接收器能流均匀性的太阳能碟式聚光器设计 认领
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作者 颜健 聂笃忠 +3 位作者 彭佑多 王海 刘永祥 田勇 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期148-158,共11页
为了改善平面接收器的能流均匀性,针对抛物碟式聚光器,提出一种重新优化布置各镜面单元的改进方法,并设计了一种新型非成像碟式聚光器。建立平面接收器目标区域内能流均匀化的优化模型,联合运动累加光线跟踪方法和遗传算法优化碟式聚光... 为了改善平面接收器的能流均匀性,针对抛物碟式聚光器,提出一种重新优化布置各镜面单元的改进方法,并设计了一种新型非成像碟式聚光器。建立平面接收器目标区域内能流均匀化的优化模型,联合运动累加光线跟踪方法和遗传算法优化碟式聚光器。研究优化的聚光器与抛物碟式聚光器的聚焦能量分布,分析平面接收器上局部聚光比、非均匀因子、峰值聚光比及拦截效率指标。最后讨论了新型聚光器的应用价值,并展示了优化的新型碟式聚光器在平面型金属盘管接收器上的能流均匀化效果。结果表明,非成像碟式聚光器的能流均匀化效果最优异,能将非均匀因子从3.62~4.22显著减小到0.18~0.25,峰值聚光比从24737~37245降低到1722~2055。研究结果不仅能为太阳能平面接收器能流均匀化提供一种新的方法,还能为现有抛物碟式聚光器的改进提供新的思路。 展开更多
关键词 光学设计 太阳能 碟式聚光器 光学性能 能流均匀化 光线跟踪方法 遗传算法
长波红外显微成像光学系统的设计与仿真 认领
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作者 王宇 许阳阳 +6 位作者 刘爱云 石旺舟 胡古今 牟浩 潘昌翊 邓惠勇 戴宁 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期128-135,共8页
针对像元尺寸为50μm×50μm的长波红外32×32元制冷型凝视焦平面阵列探测器的需要,设计了一种工作波长位于15~35μm的透射式长波红外显微成像光学系统。该系统采用一次性成像方式,且主要由系列透镜构成,其中冷光阑置于光路的... 针对像元尺寸为50μm×50μm的长波红外32×32元制冷型凝视焦平面阵列探测器的需要,设计了一种工作波长位于15~35μm的透射式长波红外显微成像光学系统。该系统采用一次性成像方式,且主要由系列透镜构成,其中冷光阑置于光路的出瞳位置。通过对称双胶合透镜组合来校正像差,在-20~40℃温度范围采用光学被动补偿技术实现消热像差。仿真结果表明,当所设计的光学系统的中心波长、焦距、数值孔径、有效放大倍率和空间分辨率分别为27μm,14mm,0.25,10和0.1mm时,在10lp·mm^-1特征频率处调制传递函数(MTF)值达到0.369,系统包围圆能量集中度超过80%,能够得到清晰可辨的物像,满足对冷光学系统短结构、高分辨率的应用需求。 展开更多
关键词 光学设计 长波红外制冷型探测器 双胶合透镜组 显微成像光学系统 仿真模拟
手机虹膜识别镜头设计 认领
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作者 黄峰 邓玉澎 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期37-42,共6页
随着近年来图像传感器的快速商用化以及生物识别算法的发展,虹膜识别功能得以应用于移动终端设备。获取虹膜图像是虹膜识别的关键一步,运用ZEMAX光学设计软件设计了一款适用于手机的虹膜识别镜头。该镜头采用豪威科技公司OmniVision_OV2... 随着近年来图像传感器的快速商用化以及生物识别算法的发展,虹膜识别功能得以应用于移动终端设备。获取虹膜图像是虹膜识别的关键一步,运用ZEMAX光学设计软件设计了一款适用于手机的虹膜识别镜头。该镜头采用豪威科技公司OmniVision_OV2281传感器,采用三片式非球面光学塑料设计,F数为2.3,全视场角为34°,在1/2奈奎斯特频率220 lp/mm处MTF值均大于0.39,且系统总长仅3 mm。根据ZEMAX像质评价方法以及公差分析结果可知,该镜头各项光学指标优良,具有像质好、体积小,质量轻、价格低、容易加工等特点。 展开更多
关键词 光学设计 虹膜识别 ZEMAX 光学塑料 非球面镜头
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磁流变抛光流场瞬变过程响应时间 认领
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作者 杨航 宋书飘 +3 位作者 张帅 甘欢 黄文 何建国 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2020年第3期203-209,共7页
提出一种磁流变抛光瞬变过程多相颗粒流模型,获得了瞬变过程在宏观、介观、微观三个层次的力学关联,从而建立了基于三向在位力学信号的瞬变过程表征方法,在位、同步、动态地测定了磁流变抛光的三向力学信号,解决了毫米尺度空间下磁流变... 提出一种磁流变抛光瞬变过程多相颗粒流模型,获得了瞬变过程在宏观、介观、微观三个层次的力学关联,从而建立了基于三向在位力学信号的瞬变过程表征方法,在位、同步、动态地测定了磁流变抛光的三向力学信号,解决了毫米尺度空间下磁流变抛光液-固界面的在位测量问题。采用屈服强度为220kPa、宾汉黏度为0.07Pa·s的高去除率抛光液对φ50mm的BK7超精密平面元件进行磁流变抛光实验,测量得到磁流变抛光流场瞬变响应时间为700ms。 展开更多
关键词 光学设计 强激光系统 超精密光学加工 磁流变抛光(MRF) 瞬变过程 在位测量 响应时间
基于二维MEMS振镜的激光雷达系统的光学设计 认领
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作者 范娜娜 王懋 +2 位作者 温少聪 谢杰 吴东岷 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期290-294,共5页
近年来人们对具有安全驾驶、智能控制功能的汽车需求增长,使智能驾驶汽车快速发展起来,激光雷达作为智能驾驶的核心传感器之一得到广泛的关注,其中MEMS激光雷达具有高帧率、高分辨率、体积小、成本低的优点,是国内外车载激光雷达的主要... 近年来人们对具有安全驾驶、智能控制功能的汽车需求增长,使智能驾驶汽车快速发展起来,激光雷达作为智能驾驶的核心传感器之一得到广泛的关注,其中MEMS激光雷达具有高帧率、高分辨率、体积小、成本低的优点,是国内外车载激光雷达的主要发展趋势之一。光学系统是MEMS激光雷达重要组成部分之一,分为发射光学系统和接收光学系统,本文基于镜面直径5mm的二维MEMS振镜设计了发射光学系统,将25W的半导体激光器准直为弧矢方向发散半角为1mrad,子午方向发散半角为3mrad的光束;设计了大相对孔径为1∶1、焦距为11.01mm的镜头作为接收镜头,并提出采用放大倍率为2.2的纤维光锥与16线APD阵列探测器耦合,扩大接收光学系统的视场;APD阵列探测器采用选通模式,提高雷达系统的信噪比。基于此设计结果搭建激光雷达样机,实验验证系统探测距离可达45m,全视场角40°×10°。结果表明系统可一定程度上提高激光雷达探测距离和视场角。 展开更多
关键词 MEME振镜 激光雷达 光学设计 纤维光锥 大相对孔径
红外双波段双视场成像告警系统设计 认领 被引量:1
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作者 张洪伟 丁亚林 +1 位作者 马迎军 陈卫宁 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1283-1294,共12页
针对复杂环境下远距离点目标弱目标探测的需求,设计了红外双波段双视场成像告警系统。为提高其目标探测能力以及环境适应能力,该系统采用高阶非球面,减少系统镜片数量,提高系统透过率,同时校正轴上、轴外像差及高级像差,提高系统成像质... 针对复杂环境下远距离点目标弱目标探测的需求,设计了红外双波段双视场成像告警系统。为提高其目标探测能力以及环境适应能力,该系统采用高阶非球面,减少系统镜片数量,提高系统透过率,同时校正轴上、轴外像差及高级像差,提高系统成像质量;采用光学被动消热差方式,实现了光学系统-40~60℃的无热化设计。采用旋转电磁铁为驱动元件,实现了80 ms大/小视场切换速度以确保目标在视场切换过程中不丢失。采用电限位、机械限位以及磁力锁紧机构作为限位组件,实现了大/小视场切换后光轴晃动小于两个像素的稳定精度。设计结果表明,该红外成像告警系统光机结构设计合理、结构紧凑、成像质量好,满足目标探测要求,在红外成像告警领域具有较好的应用前景。 展开更多
关键词 光学设计 双波段系统 双视场系统 旋转电磁铁驱动 光轴精度
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