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。
2024-11-22 23:32:34 300KB 工程技术 论文
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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。
2024-11-22 23:31:10 1.16MB 工程技术 论文
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狄拉克半金属是一种独特的量子材料,其特性在固体物理学领域具有重要研究价值。这种材料在能带结构中表现出类似于理论物理学家保罗·狄拉克所预言的粒子行为,因此得名。狄拉克半金属的特性在于其能带交叉点,这些交叉点就像是狄拉克锥,使得电子的行为与无质量的狄拉克费米子相似。 在光学性质方面,狄拉克半金属表现出非常特殊的光响应。其相对介电常数是研究这些性质的关键参数,因为介电常数描述了材料对电磁波(包括光)的响应。对于CST(Computer Simulation Technology)仿真,相对介电常数的实部和虚部是必不可少的输入数据。CST是一种广泛使用的电磁场仿真软件,可以用来预测和分析材料在不同频率下的电磁响应,包括吸收、反射和传播等现象。 "Real_meV.m" 文件很可能是用于计算狄拉克半金属相对介电常数实部的MATLAB代码。MATLAB是一种强大的数值计算和编程环境,适合处理这种复杂的物理问题。这个脚本可能包含解析能带结构数据、提取狄拉克点信息并计算介电常数的算法。 另一方面,"Imag_meV.txt" 文件可能是存储狄拉克半金属相对介电常数虚部的数据文件。虚部代表了材料对光的损耗,即能量转换为热或其他非辐射过程的程度。在仿真中,虚部同样重要,因为它影响着材料对入射光的吸收特性。 在CST仿真中,输入材料的介电常数(包括实部和虚部)可以帮助我们理解狄拉克半金属在不同频率光照射下的行为,例如其光吸收、折射和散射特性。这些信息对于设计基于狄拉克半金属的光学器件,如光电探测器、光调制器或者新型超导材料,都具有重要的指导意义。 狄拉克半金属的研究不仅深化了我们对量子世界的理解,也推动了新型电子设备和光学技术的发展。通过MATLAB进行的计算和CST仿真,科学家能够探索这些材料的潜在应用,从而在未来的信息技术领域开辟新的可能性。
2024-11-08 16:08:43 4KB
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光学设计在现代科技和工业领域中扮演着至关重要的角色,特别是在照明光学中,中继聚光镜系统的设计是一项基础而关键的技术。这种系统主要用于解决光源亮度不均匀的问题,确保目标区域能够得到均匀的光照,同时避免能量损失。下面我们将详细讨论ZEMAX光学设计软件在中继聚光镜系统设计中的应用以及相关的光学原理。 中继聚光镜系统由两个主要的光学元件组成:聚光镜和中继镜头。聚光镜作为第一个元件,其主要任务是聚集来自光源的光线,这通常通过精心设计的曲面形状来实现,使光源在第二个元件——中继镜头上形成清晰的像。中继镜头则负责将聚光镜形成的像传递到所需的照明面上,确保照明的均匀性。 在处理亮度不均匀的光源时,如灯丝或放电管,聚光镜的作用尤为重要。这些光源虽然亮度分布不均,但可以通过聚光镜将光线集中并均匀分布到照明面上。为了达到这一效果,聚光镜必须能够覆盖整个光源,并且其尺寸和形状应根据光源特性进行调整。中继镜头则需要精确设计,以确保从聚光镜转移过来的光线能准确地投射到目标区域,避免能量损失。 在使用ZEMAX进行设计时,需要利用其强大的镜头编辑器功能。光阑被设定为光源的位置,聚光镜与物体平面对齐,这有助于优化设计以减小点斑,提高成像质量。然而,设计时需注意,聚光镜的倾斜角度过大可能会导致照明强度下降,因此需要适当平衡角度和照明效率之间的关系。 为了分析系统的照度分布,ZEMAX提供了扩展光源分析工具,如几何光学图像分析,这有助于我们理解光线如何在系统内传播并影响最终的照明效果。比如,聚光镜的形状会直接影响照射形状,圆形聚光镜会产生圆形的光照分布,而矩形聚光镜则会产生矩形的光照分布。 更复杂的系统,如复眼透镜,是由多个这样的中继聚光镜单元组合而成,它们可以进一步提高照明的均匀性和效率。Ansys Zemax软件不仅提供了全面的光学设计功能,还包括优化和公差分析,这对于确保设计在实际生产中的性能至关重要。 ZEMAX光学设计技术在中继聚光镜系统设计中起到了核心作用,它帮助设计师克服亮度不均匀、能量损失等挑战,实现高效、均匀的照明效果。对于需要在照明设计中实现高精度和可靠性的项目,ZEMAX无疑是一个强大的工具。
2024-10-14 11:18:54 562KB 光学设计
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非线性光学是光学领域的一个重要分支,主要研究在强光照射下材料的光学性质,这些性质不再遵循线性响应的规律。在这个教程中,我们将深入探讨非线性光学的基本概念、理论框架以及实际应用。 非线性光学的核心在于物质对光的非线性响应,即光与物质相互作用时,其输出信号与输入光强度不成正比。这种非线性效应在弱光条件下几乎不显现,但在高强度激光或相干光束的作用下变得显著。非线性光学现象包括二次谐波产生、参量放大、参量下转换、四波混频等。 1. **二次谐波产生(SHG)**:这是一种常见的非线性过程,当一个频率为ω的激光照射到非线性材料上时,可以产生频率为2ω的光,即原光频率的两倍。这个过程涉及到材料内部的偶极矩排列改变,需要满足相位匹配条件。 2. **参量放大(OPA)与参量下转换(OPO)**:在参量放大过程中,低能量的泵浦光被转化为两个能量较低的信号光和闲频光;而在参量下转换中,一个高能泵浦光转化为两个低能光子。这两个过程在量子光学、光子源生成等领域有重要应用。 3. **四波混频(FWM)**:这是四个光波相互作用,通过非线性介质产生新频率光波的过程。它可以用于频率转换、宽带光源的产生以及量子信息处理。 非线性光学材料是实现这些效应的关键,常见的有晶体、半导体和聚合物等。它们的选择通常基于其非线性系数、损伤阈值、相位匹配特性等因素。 在实际应用中,非线性光学广泛应用于激光技术、光纤通信、光学频率梳、量子信息科学、生物医学成像等领域。例如,非线性光学可以用于产生超短脉冲激光,实现精确的微加工;在光纤通信中,通过非线性效应可以实现光信号的调制和转换;在量子信息科学中,非线性光学过程可用于量子纠缠和量子比特操作。 非线性光学教程PDF很可能是针对这些主题进行详细讲解的教材,涵盖了基础理论、实验技术和前沿研究。学习非线性光学不仅能够理解这些神奇的光学现象,还能为科研和工程实践提供理论支持。
2024-09-30 10:51:11 7.73MB
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在散斑去噪过程中保持图像边缘纹理特征,是光学相干层析图像处理技术的难题。散斑去噪过程中的散斑残留和边缘纹理模糊是该难题的主要诱导因素。为解决这一难题,提出一种基于剪切波变换的改进全变分散斑去噪方法。该方法结合剪切波变换和传统全变分模型,对不同图像区域采用针对性的去噪策略,兼顾散斑去噪与纹理保留,提高了光学相干层析图像的噪声抑制效果。对不同生理、病理状态下的视网膜光学相干层析图像进行测试,结果表明:该方法通过采用区域针对性策略改进了噪声抑制能力,通过引入剪切波变换方法提高了边缘纹理保持能力,进而同时实现散斑去除和纹理保留。此外,与其他散斑去噪方法进行对比,验证了该方法的有效性。
2024-09-05 11:01:21 8.53MB 图像处理 散斑去噪 边缘纹理 光学相干
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Essential Macleod光学薄膜设计与分析软件PPT Essential Macleod是功能强大且完备的光学薄膜设计与分析软件,能够在Microsoft Windows操作系统下运行。该软件具有真正的多文档操作界面,满足光学镀膜设计中的各种要求。用户可以从头开始设计,也可以优化已有的设计;可以观测在设计生产中的误差,也可以导出薄膜的光学常数。 软件特点: 1. 使用简便:常见的用户界面;广泛的使用剪贴板;高质量曲线;真正的多文档界面; 2. 用户自定义单位:任意定义波长、频率、厚度、时间的单位; 3. 逆向工程:n、k值导出;非均匀性和吸收,堆砌密度的变化;固定缩放比例;灵活的限制性优化。 性能计算: 1. 反射系数;透射系数;反射相位;透射相位;密度;偏振角,偏振相位;群时延;群时延色散;三价色散; 2. 颜色:在Tristimulus、Chromaticity、CIE L*a*b*、CIE L*u*v*、Hunter Lab系统下计算。用户可定义的光源;用户可定义的观测; 3. 材料:提供标准的材料数据库;多数据库,如:不同的温度、镀膜机、不同的项目、不同的客户、不同的系统;材料数据容易输入;数据图标显示;强大的编辑器。 设计工具: 1. 膜层逆转、材料替换、公式设计、膜厚缩放比例、匹配的角度,不邻近膜层的剪切、拷贝和粘贴。 2. 透射滤光器设计、非极性化边缘滤光器和平衡膜层(Herpin)参数的计算。 分析工具: 1. 导纳图表;反射系数图表;绝对电场幅度图;非极化边缘滤波片设计工具;对称平衡层(Herpin)计算。 优化: 1. Optimac法;Simplex法;模拟退火法; 2. 目标:对包括颜色的所有的参数确定目标清单;从外部源输入目标数据;链接。 合成: 1. Optimac技术也可以在合成模块里操作,为了达到需要的规格在设计时它可以增加或者移走膜层。 2. 合成也可用于改善现有的设计,或者从一个材料清单和规格里产生设计。 Essential Macleod是功能强大且完备的光学薄膜设计与分析软件,能够满足光学镀膜设计中的各种要求。该软件提供了多样化的工具支持设计过程,强大的分析和设计功能,使用户能够轻松地设计和优化光学薄膜。
2024-08-22 13:41:11 10MB
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自由曲面匀光透镜被广泛应用于发光二极管(LED)照明中。传统的基于几何近似的自由曲面求解方法,由于存在建模误差,导致求解的面型不够精确,照明面均匀性下降。提出了一种误差分析及补偿方法,通过建立面型误差和出射角度误差之间的联系,结合光线追迹,实现了面型误差的准确量化和修正。采用该方法,针对1000 mm 工作距离,直径200 mm 照明范围的景观照明透镜进行了补偿设计,并用Lighttools 软件进行了仿真。结果表明:点光源模拟情况下,相对于传统几何近似求解方法,照明均匀性(最小照度/平均照度)由68.0%提升到98.5%;1 mm×1 mm尺寸LED 光源模拟情况下,在直径160 mm 的照明范围内,均匀性达到91.8%,具有良好的实用性。
2024-08-21 21:01:23 2.61MB 光学设计 自由曲面 均匀照明 优化设计
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针对光线在大角度偏转时菲涅耳损耗大、光强均匀性差等问题,提出了基于最优双偏转能量映射和贝塞尔曲线多参数优化的双自由曲面透镜设计算法,并利用该算法设计了基于板上芯片型(COB)发光二极管(LED)的双自由曲面透镜,该透镜可应用于可见光通信系统的光学发射端。以大面积发光面的COB LED作为光源,通过控制自由曲面透镜内外两个表面上的入射光线偏转角的比例关系(即偏转系数),可降低菲涅耳损耗。构建了出光角分别为180°和260°的大角度均匀光强分布的双自由曲面透镜,其光强均匀度分别为0.92和0.90,其光能利用率分别为89.4%和85.9%。将单自由曲面透镜和双自由曲面透镜的光学性能作对比,结果表明,单自由曲面透镜可实现出光角范围为120°~180°、光强均匀度超过0.85以及光能利用率超过85%的光分布,双自由曲面透镜在达到同样的光强均匀度和光能利用率时,可实现出光角范围为100°~260°之间的均匀光强分布。因此,利用双自由曲面透镜能够实现更大范围出光角的均匀光强分布,从而满足可见光通信系统的光学发射端的光分布要求。
2024-08-21 20:17:24 9.86MB 光学设计 可见光通
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通常的商用和民用LED照明都期望照明器件小型化,同时具有高光通量和照明均匀度.近年市场出现的板上芯片(COB)-LED可以具有较高的光通量,但在有限的区域实现特定的照度分布就需要通过二次光学设计来实现.针对大面型COB-LED加紧凑型自由曲面透镜的小型照明器件,提出了一种在圆形照明区域内实现均匀照明的快速优化设计方法.优化设计时,以等弧长方法有效减少优化点的选取,提高优化效率.结合三次样条插值理论和自定义优化函数,在TracePro 软件二次开发环境中实现了目标区域的均匀照明,照明均匀性和光能利用率分别达到90%和95%以上.该方法还适用于COB-LED芯片一次封装匀透镜的设计.
2024-08-21 19:59:20 3.56MB 光学设计 板上芯片 自由曲面 优化设计
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