介绍了经典Wolter I型掠入射成像光学系统的基本结构, 推导了由系统的口径和焦距表示的掠入射系统的参数方程组。通过此方程组可得到掠入射光学系统详细的初始设计参数。此外, 针对掠入射系统不能直接使用常规商业光学设计软件进行优化的问题, 以Zemax软件为例, 介绍了怎样利用其宏语言构造优化函数用于掠入射系统的分析和优化。并且进行了一组实例的设计和优化, 优化后系统由经典Wolter I型的抛物面-双曲面结构变为具有相同口径和焦距的双曲面-双曲面结构。最后, 对上述两种掠入射系统的成像性能进行了对比分析。分析结果表明, 双曲面-双曲面的结构提高了掠入射系统大视场的分辨率, 能够满足对太阳进行全日面高分辨率观测的要求。

随机并行梯度下降算法是一种极具应用潜力的自适应光学系统控制算法,具有不依赖波前传感器直接对系统性能指标进行优化的特点。基于32单元变形镜、CCD成像器件等建立自适应光学系统随机并行梯度下降控制算法实验平台。考察算法增益系数和扰动幅度对校正效果和收敛速度的影响,验证随机并行梯度下降算法的基本原理。实验结果表明参量选取合适的情况下,随机并行梯度下降控制算法对静态或慢变化的畸变波前具有较好的校正能力。根据实验结果分析了影响随机并行梯度下降算法校正速度的主要因素。

针对红外双波段成像系统性能测试与评估的应用需求,设计了3um-5um和8uM-12um红外双波段视景仿真用离轴三反光学系统。在共轴三反光学系统成像理论基础上,分析了孔径光栏远离主镜的离轴三反系统像差特性,研究了大出瞳距、大相对孔径条件下离轴三反光学系统的结构设计和像差平衡方法。系统焦距为330mm,F＃为3,视场为60X4.5。,出瞳距为750mm,在空间频率10lp/mm处,中波红外MTF>0.65,长波红外MTF>0.4,接近衍射极限。具有大视场、大出瞳距、高分辨率、结构紧凑等特点。

共轴偏光瞳系统克服了共轴系统视场角有限，离轴系统加工和装配困难等缺点，能更好满足空间对地观测等领域的要求。由共轴三反系统求解共轴偏光瞳无遮拦三反射镜光学系统的初始结构参数，设计了焦距为3000mm，F数为10的共轴偏光瞳的三反射光学系统。设计结果表明：该系统视场角达8°×0.8°，空间频率50lp/mm，调制传递函数值均大于0.55，接近衍射极限，满足系统对成像质量的要求。

红外平行光管是一种重要的光学设备，常用于科研、工业检测以及教学实验中，它能够将红外光源发出的光线转换为平行光束，便于对光路进行精确控制和测量。在这个项目中，我们主要关注的是红外平行光管的光学系统设计及其相关的机械结构。 光学设计是这个课设的核心部分，涉及到Zemax文件的使用。Zemax是一款强大的光学系统设计软件，它通过优化算法帮助用户设计出满足特定需求的光学系统。在描述中提到的Zemax文件可能包含了红外平行光管的透镜布局、折射率、曲率半径、厚度等参数，这些参数对于确保光管性能的准确性和稳定性至关重要。使用者可以通过Zemax进行多次迭代和优化，以达到最佳的光学性能。 机械图纸是实现红外平行光管物理结构的基础，这些图纸通常包括了光管的三维模型图、装配图、剖视图等。它们详细描绘了各个部件的位置、尺寸、公差以及装配关系，确保在实际制造过程中能精确无误地组装。SolidWorks是一款流行的三维机械设计软件，它可以生成高质量的三维模型和工程图，方便设计师进行结构分析、运动模拟以及制造前的预览。 红外平行光管的机械结构设计包括以下几个关键方面： 1. **光学元件固定**：光管中的透镜、反射镜等光学元件需要稳定地固定在适当位置，以保持其光学特性。这通常涉及到精密的机械支撑和调整机构。 2. **光轴对准**：确保所有光学元件的中心线与光轴一致，以减少光学误差。 3. **热膨胀补偿**：由于材料的热膨胀系数不同，温度变化可能导致光学元件位置的微小变化，因此设计时需考虑热补偿机制。 4. **密封与防尘**：为了保护光学元件免受污染，光管通常需要密封，并且可能需要防尘设计。 5. **散热设计**：红外光源可能会产生大量热量，良好的散热设计可以防止过热影响性能。 在63个文件中，除了Zemax文件和SolidWorks设计文件，可能还包括了： - **材料选择文档**：列出各部件所用材料及其物理性质。 - **制造规格**：详细说明每个部件的制造要求和工艺流程。 - **测试报告**：记录了原型的性能测试结果，用于验证设计的有效性。 - **用户手册**：指导用户如何操作和维护设备。 通过这些文件，学生不仅可以学习到红外平行光管的设计原理，还能掌握实际的工程设计和分析技巧，对于提高光学设计和机械设计能力大有裨益。在实际应用中，红外平行光管广泛应用于遥感、热成像、激光通信等领域，理解并掌握其设计方法对于相关专业人员来说是十分必要的。

原版书籍所对应的CD资料，附带各光学结构参数表，附带可执行的zemax文件，与书中的图形相对应。

迈瑞BC-5500光学系统简介课程；基本原理和基本概念

传统的罗兰圆光谱仪和Czerny-Turner型光谱仪常常采用刻线密的光栅和大的成像焦距,来提高其光谱分辨率,其结果导致成本高和仪器体积庞大.为了克服这一缺点,提出了一种中阶梯光栅和低色散棱镜相结合的光谱仪光学系统设计方法.具体分析了中阶梯光栅的基本原理和使用方法,给出设计基于中阶梯光栅的光谱仪基本步骤,并且实际设计了基于中阶梯光栅的高分辨光谱仪光学系统,焦距为400 mm,可在全谱工作波段180~800 nm 成二维光谱.Zemax光学设计软件对光学系统进行光线追迹结果表明,该系统环围能量在单个CCD像素(24 mm×24 mm)内达到50%~70%以上,200 nm 处分辨率可达0.00675 nm,完全满足设计指标要求.

利用条纹泽尼克多项式来表征自由曲面的光学元件，并将多项式中表示初级球差、彗差、像散项转换为矢量形式。利用矢量波像差理论,研究了自由曲面光学元件校正光学系统初级像差的特性。通过分析可知，自由曲面在光学系统中不同位置时所校正的像差特性不同。当自由曲面位于光学系统的孔径光阑（入瞳或出瞳）上可以校正光学系统全视场内为常数的初级像差；当自由曲面远离孔径光阑时，由于轴外视场成像光束口径的缩放与偏移，自由曲面可以校正非对称初级像差，且不同初级像差与视场依据关系不同。

摘要根据全光纤激光雷达特性设计与优化发射和接收光学系统针对全光纤激光雷达光学系统中的激光高斯传输特性扩展目标特性和光纤收发特性修正激光雷达方程中的发射天线增益和