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

激光雷达不仅可用于分析目标光谱特性, 还能够获取空间目标方位、距离、三维形貌及运动特征。常规激光雷达测量的目标特征单一, 难以同时具备以上所有的探测能力。针对激光雷达的多种功能需求, 设计了一种同时具备以上多种测量能力的激光雷达, 采用发射/接收共光路系统结构形式, 极大地简化了光学系统结构, 光学系统为特殊的折反射结构, 在仅使用两种光学材料的情况下即可实现400~1400 nm宽波段的发射与接收。为实现多谱段探测, 激光光源采用光参量振荡器单脉冲可调谐激光器, 光谱调节范围覆盖整个探测波段。激光发射系统的激光等效扩束比达到12.6, 单色回波接收系统等效F数为8, 采用光电倍增管, 20 μm内的径向能量接近100%。为满足对目标的跟踪与精细结构测量, 在共光路的基础上, 加入可见光接收系统, 使多谱段激光雷达还具备可见光成像能力, 可见光接收系统全视场为1.6°, 所设计的调制传递函数在37 lp·mm-1处优于0.5。系统各项设计指标满足探测需求。

从三级像差理论出发，推导了光阑设于次镜镜框的共轴四反射镜光学系统的单色像差系数的表达式，并给出了四反射镜光学系统的基本设计流程图。在此基础上，对光学系统进行视场离轴，设计出了视场角为20°×0.6°，焦距为1343 mm的视场离轴四反射镜光学系统。该光学系统无中心遮拦，结构紧凑，成像质量接近衍射极限，适用于空间遥感。