导读:本文包含了像差光学系统论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:光学设计,红外光学系统,双层衍射光学元件,衍射效率
像差光学系统论文文献综述
杨亮亮,赵勇兵,陈凤,袁得银[1]（2019）在《含有双层衍射光学元件的中波/长波消热差光学系统的设计（英文）》一文中研究指出建立了工作在一定入射角度范围内的多层衍射光学元件的复合带宽积分平均衍射效率的分析模型。基于衍射光学元件所具有的独特的消色差和消热差性质,设计了一个含有双层衍射光学元件的工作在(3.7～4.8)μm和(7.7～9.5)μm红外双波段光学系统。光学系统的焦距为200 mm,F#为2。采用像元数为320×256、间距为30μm的制冷型探测器。该系统在空间频率17 lp/mm时,中、长波红外MTF分别高于0.66和0.54;最大RMS半径小于11.702μm;波前像差小于0.191 7λ;最大离焦量小于焦深;在-55℃～71℃范围内实现了无热化设计。入射到衍射面上的角度为0°～5.19°,该双层衍射光学元件在中波和长波波段的复合带宽积分平均衍射效率分别为99.81%和97.36%。含有双层衍射光学元件的红外双波段光学系统结构简单,像质优良,可以广泛应用于军事探测系统中。(本文来源于《应用光学》期刊2019年05期）
李杰,林妩媚,廖志杰[2]（2019）在《NA1.35投影光刻光学系统偏振像差的优化》一文中研究指出为了实现NA1.35投影光刻光学系统高质量成像,在设计过程中除了控制波像差,还需进一步优化光学系统的偏振像差。利用Jones光瞳和物理光瞳表达了NA1.35投影光刻光学系统的偏振像差,并用二向衰减量与延迟量分析了光学系统偏振像差的大小;根据光线入射到不同光学面上最大入射角度的不同,为每个光学面设计相应的膜系以优化光学系统的偏振像差。相比于采用常规膜系,膜系优化后NA1.35投影光刻光学系统的二向衰减量和延迟量分别减小到了0.021 8、0.057 2 rad,即减小了光学系统的偏振像差。利用Prolith光刻仿真软件,分别对采用常规膜系和优化膜系的NA1.35投影光刻光学系统进行曝光性能仿真,结果显示:膜系优化后光学系统的成像对比度提高了4.4%,证明了NA1.35投影光刻光学系统偏振像差优化方法的有效性。(本文来源于《应用光学》期刊2019年04期）
操超,廖志远,白瑜,范真节,廖胜[3]（2019）在《基于矢量像差理论的离轴反射光学系统初始结构设计》一文中研究指出传统的离轴反射光学系统初始结构设计方法是先求取轴对称反射光学系统结构,然后通过光瞳离轴、视场离轴或二者结合的方法实现无遮拦设计.由于同轴光学系统像差分布规律不适用于离轴光学系统,因此离轴后的反射光学系统结构像差较大,而且系统无遮拦设计过程复杂.本文提出了一种基于矢量像差理论的离轴反射光学系统初始结构设计方法,可以直接获取光瞳离轴、视场离轴或二者结合的无遮拦离轴反射光学系统初始结构.该方法可以获得较好的离轴反射光学系统初始结构供光学设计软件进一步优化.针对面阵探测器,设计了一个长波红外离轴叁反光学系统,通过光瞳离轴和视场离轴实现无遮拦设计,光学系统成像质量好,反射镜不存在倾斜和偏心,光学系统易于装调.(本文来源于《物理学报》期刊2019年13期）
李杰[4]（2019）在《高NA光学系统偏振像差研究》一文中研究指出高NA光学系统一般指的是高NA投影光刻物镜。高NA投影光刻物镜是光刻机的核心组成部分,其成像质量的好坏决定着最终的光刻性能。偏振像差会对高NA光学投影光刻物镜成像产生影响,比如降低成像对比度。为了提高高NA光学投影光刻物镜的成像质量,除了控制波像差外,还需要优化光学系统的偏振像差。研究高NA光学系统的偏振像差对发展光学投影光刻技术有重要意义。本文以NA1.35投影光刻物镜为例,系统地介绍了光学系统的偏振像差理论,分析并优化了光学系统的偏振像差。第一,介绍了偏振像差理论。高NA光学系统成像采用矢量成像模型描述,利用矢量成像模型引出光学系统偏振像差的概念。叙述了用琼斯光瞳描述偏振像差的方法。利用SVD分解将琼斯光瞳分解为物理光瞳,并将二向衰减和延迟作为偏振像差的评价方法。介绍了光学薄膜特性的计算方法,并给出了光学薄膜的琼斯矩阵,为分析与设计膜系提供理论支持。第二,分析了导致光学系统偏振像差的因素,并推导了相应的理论表达式。第叁,分析了常规膜系NA1.35投影光刻物镜的偏振像差,并提出了根据光线的最大入射角度为光学元件设计多层膜系的方法来优化光学系统的偏振像差。根据膜系优化条件,为每个光学面设计了相应的多层膜系。与常规膜系NA1.35投影光刻物镜相比,膜系优化后NA1.35投影光刻物镜的二向衰减量与延迟量有明显的减小即优化了光学系统的偏振像差。利用Prolith光刻仿真软件,对常规膜系和优化膜系的NA1.35投影光刻物镜进行曝光性能仿真。优化膜系光学系统的成像对比度得到提高,证明了偏振像差优化方法的有效性。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)》期刊2019-06-01）
孙永强[5]（2019）在《DMD在编码孔径成像光谱仪光学系统中的像差研究》一文中研究指出编码孔径成像光谱技术因其具有高光通量、高信噪比、编码方式灵活等优点,成为了光谱仪领域的研究热点。近年来随着微机电技术的快速发展,在编码孔径成像光谱系统中,数字微镜器件(digital micromirror device,DMD)已经替代了编码错误率高、光通量低的传统机械模板和液晶空间光调制器等,成为编码器件的主流选择,其更加充分地发挥了编码孔径成像光谱系统高光通量、高信噪比的特点。但是,DMD不同于平面反射镜只存在一个旋转轴,其表面各个微反射镜分别绕自身旋转轴旋转,造成入射到DMD表面不同高度的光线存在光程差,继而引发了一系列的像差。如果这类系统的像差过大且不予以补偿消除的话,将会引起系统的分辨率降低,光谱通道数减少等问题,最终影响整个系统的工作效能。目前对于编码孔径光谱技术主要关注点仍在于算法实现,而对于编码孔径成像光谱仪中的光学系统尚未有深入的研究及探讨。基于编码孔径成像光谱技术广阔的应用前景,以及DMD在该类光学系统中像差研究的空白,本文对DMD在不同工作条件下的像差特性、像质评价和像差补偿方法等进行了分析和研究。主要工作内容包含如下几个方面:首先,对DMD工作原理和光学系统中建模方法进行了深入研究,明确了DMD引入光学系统像差的成因。采用严格的光线追迹、理论推导以及仿真模拟等手段,分析了入射到DMD表面不同高度光线的光程差与光线入射角度、DMD像素大小及偏转角等参数之间的关系。在此基础上,提出以焦深作为判据,评价由DMD引起的光程差对系统最终成像质量的影响,并且对DMD引入光程差的补偿原理进行了分析与验证。其次,考虑到系统装调时,DMD装调倾角误差的影响,分析了入射到DMD表面不同高度光线的光程差与装调倾角误差、光线入射角度、DMD像素大小及偏转角等参数之间的关系,还对光程差引起的轴外边缘光线像差特性进行了深入研究,提出采用慧差和离焦来描述此像差特性,并对像差曲线进行了分析和总结。最后,本文对编码孔径成像光谱仪光学系统中的DMD光学模块进行了设计,通过设计过程及其结果,验证了DMD对该类光学系统成像特性的影响及倾斜像面补偿像差的实际效果,对基于DMD的编码孔径成像光谱系统的设计和装调都具有一定的应用价值。(本文来源于《长春理工大学》期刊2019-05-01）
阴刚华,栗孟娟,李凌,金忠瑞,王兆明[6]（2018）在《低温真空环境光学系统波像差测试方法》一文中研究指出为了能够预知空间低温光学系统成像质量,提出了一种高精度测试低温真空环境下F数小、后截距短的光学系统波像差的方法。首先,分析设计测试光路,对低温光学系统、干涉仪以及平面镜等进行布局,为波像差测试做好准备工作;然后,对低温真空标准透镜、标准平面镜、窗口玻璃等关键部件进行分析与设计,测试时作为系统误差项扣除;最后,调试测试光路,分别得到常温常压和低温真空环境(低温温度为100 K,压强为1×10~(-4) Pa)下光学系统波像差。通过精度验证实验表明,测量值与标准值偏差为0.010λ(λ=632.8 nm),差别很小,证明了该测试方法的可行性。解决了光学遥感系统特别是F数小、后截距短在低温真空环境下波像差难以高精度测试或无法测试的难题。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2018年07期）
陈阳,刘钧,吕宏,岳宝毅[7]（2017）在《非对称视场近眼显示光学系统离轴像差校正仿真》一文中研究指出针对大视场近眼显示系统体积较大,像差校正困难的问题,文中提出了一种基于非对称视场的自由曲面近眼显示光学系统.利用正负视场非对称设置和折/反混合结构,在大迭加视场条件下,将合光镜口径减小了1/3.为了提高成像质量,引入自由曲面对离轴像差进行仿真校正.研究结果表明:近眼显示光学系统水平视场为+50°~-12°,垂直视场为30°,出瞳直径为6.3 mm,焦距为-21 mm,工作波长为0.38~0.76μm,系统在空间频率50 lp/mm处,全视场传递函数值高于0.37,系统畸变在5%以内.(本文来源于《西安工业大学学报》期刊2017年09期）
史浩东,张新,李英超,江伦,王超[8]（2017）在《光瞳离轴自由曲面光学系统像差特性分析》一文中研究指出基于节点像差理论,提出了以泽尼克多项式为表征函数的光瞳离轴自由曲面光学系统像差分析方法,推导了光瞳离轴自由曲面系统的叁阶像散和彗差解析表达式,分析了自由曲面对光瞳离轴系统像差节点分布的影响。根据像差分布特性,有针对性地选取和优化泽尼克系数,设计了一个光瞳离轴自由曲面空间天文光学系统,系统有效焦距为25m,口径为2m,视场为1.2°×1.2°。自由曲面的引入,使系统叁阶像散和彗差节点重新回到视场中,不仅平衡了系统光瞳离轴引起的非对称像差,而且有效控制了全视场内点扩展函数(PSF)椭率,减小了星体观测时的测量误差。系统成像质量接近衍射极限,满足使用需求。(本文来源于《光学学报》期刊2017年12期）
李兆坤[9]（2017）在《自适应光学系统在自由空间光通信中的波前像差校正研究》一文中研究指出自由空间光通信(FSOC,free space optics communication)技术直接利用激光在大气或外太空中进行信息传递,由于该技术具有带宽潜力大,无频谱资源限制,功率要求低,架设收发装置简单,成本低等优点,已成为国内外研究的热点,在星地通信,星星通信,边海防和民用通信等多领域有广泛应用。随着无线通信中的“最后一公里”课题对高带宽、低成本接入技术需求的提升,FSOC系统在近地通信应用中逐渐得到重视。但是,由于大气湍流导致在光束传播路径上发生相位畸变,导致接收端的波束质量下降,发生光强起伏、光束漂移、到达角起伏等现象,进而造成接受端的光束耦合下降、能量耗散,使整个FSOC系统的误码率(BER,bit error rate)大大上升,严重影响通信质量。自适应光学(AO,adaptive optics)系统是一种实时探测和校正光束动态波前像差的新技术,作为一门集科学性和工程性为一体的综合学科,该技术已经在人眼视觉改善,高速激光传输以及天文观测等领域起到关键作用。目前,AO技术在FSOC的波前像差校正研究中也占有着越来越重要的位置。本文首先简要分析大气湍流对激光传输以及FSOC系统的影响,并且从波前探测、波前重构和波前控制叁个方面对AO系统进行详细介绍。随后在此基础上建立AO系统的数值模型,用于AO系统校正波前像差校正的理论研究。进而搭建简易的AO波前像差校正系统,对部分无波前传感的AO系统波前像差校正算法进行了实验验证。本文的主要研究工作集中于以下几个方面:1.阐述本课题研究的意义和背景,重点从FSOC系统国内外研究情况和AO技术国内外发展情况两个方面进行介绍,并且结合发展情况分析了传统AO系统以及无波前传感的AO系统在FSOC系统中应用所存在的技术问题。2.简要地从系统BER和耦合效率、Strehl比这几个方面分析了大气湍流效应导致的相位倾斜和高阶像差对于FSOC链路通信性能的影响,并且详细介绍了传统的AO系统和无波前传感的AO系统的工作原理。3.研究了基于传统AO系统的波前像差校正。首先,考虑包含时延的AO系统模型,将Kalman滤波器理论引入AO系统之中,随后提出一种新型的记忆衰退Kalman滤波控制算法,对基于Kalman滤波的控制系统进行改造和优化,使之在某一帧预测准确性较差的情况下(可能由于静电脉冲或其它不可预料的原因导致),能够快速恢复正常在线工作状态,以减少在“自愈”过程中有效信息的丢失。随后,还提出另外两种Kalman滤波器的等效变形(贯序Kalman滤波和U-D Kalman滤波),使之更加适应于在工程实践中移植到嵌入式系统中。作为补充,针对比例-积分(PI,proportion-integration)控制这一工程上使用最为广泛的传统控制方法,提出几种新型的群智能优化算法的PI参数整定方案。4.在传统的AO系统中,由于过多的波前传感器子孔径会使光强发生分散,使每个子孔径内的光强低于探测门限,导致AO系统失灵,严重的话甚至会造成FSOC链路无法通信,因此需要对无波前传感的AO系统(包括model-free方法和model-based方法)进行研究。一方面的研究主要基于model-based方法,本文首先介绍几种已存在的方法,包括:Martin J.Booth方法、Huang Linhai方法和Jacopo Antonello方法,随后提出一种基于BP人工神经网络的波前相位畸变探测方案,该方法与已有的model-based方法相比,具有在线探测次数少,系统实时性好等优势。该方案需要一定的前期离线操作,但是合理的数据结构管理方案和快速发展的硬件设备可以解决这一问题,并且该离线操作不会对AO系统波前像差连续校正的实时性产生不良影响。另一方面,我们还研究了model-free随机寻优算法。这一部分最为经典的是随机并行梯度下降(SPGD,stochastic parallel gradient descent)算法。为弥补其迭代次数过多,局部寻优以及难以满足实时性要求等缺陷,本文提出几种随机搜索优化算法。主要包括:模拟退火(SA,simulated annealing)算法,这是一种全局寻优算法,理论上只要搜索时间足够长,就可以找到全局最优解;改进的混合蛙跳(MSFL,modified shuffled frog leaping)算法,该算法属于群智能优化算法的一种,具有搜索鲁棒性强,全局寻优的特点,但是,如果想要充分体现该算法并行搜索的优点,需要多个AO系统并行同时搜索,设备代价有所提升,本文以串行迭代搜索代替多个个体并行搜索补偿静态波前像差,从而在理论上验证该方案的可行性;基于Zernike模式系数空间禁忌搜索(TS,tabu search)算法,该算法通过将搜索空间从电压向量空间映射至Zernike模式系数向量空间,降低搜索维度,加快搜索速度,保证了校正效果,但是设备代价比起MSFL算法却明显降低。5.对以后的工作做出规划,进一步完善FSOC链路实验平台,为以后的深入研究FSOC系统性能做好实验论证基础。本文将按照以上所述进行详细阐述,给出相关的理论推导和计算机仿真以及实验结果。本文的研究结果可保证在AO系统的作用下,FSOC系统的终端耦合效率大大提升,系统的通信质量将会明显提升。(本文来源于《吉林大学》期刊2017-06-01）
于佳倩[10]（2017）在《基于计算成像的二次曲面共形光学系统像差校正技术研究》一文中研究指出共形光学系统与传统光学系统的本质区别在于其优先考虑整流罩的空气动力学性能而非系统的成像质量。校正共形头罩引入的动态像差,是共形头罩及其后方光学系统设计的关键。传统的像差校正方法包括固定校正器和动态像差校正器,有各自的局限性。因此,研究新形式的像差校正技术有着深远意义。计算成像作为一项新兴技术,将成像光学与数字信号处理技术相结合,成像性能较传统光学系统有了很大提升。波前编码技术作为计算成像中最为经典的技术之一,能够在不降低系统的光通量、成像分辨率的前提下,扩大系统焦深,也能有效抑制离焦等原因引起的像差,为像差校正提供了新思路。本文致力于基于计算成像的像差校正技术研究,重点研究了二次曲面共形整流罩像差特性及波前编码技术对离轴像差的敏感性,提出将波前编码技术应用于二次曲面共形光学系统的设计中,抑制其动态像差,进而实现光学成像系统性能改善,获得高清晰度、优良像质的目标图像。该研究能为光学成像系统设计及像差校正提供一定的理论依据及技术支撑。本文的主要研究内容包括以下叁部分。(1)研究了二次曲面共形整流罩像差特性。分别建立长径比为1的椭球面、抛物面、双曲面共形整流罩的初始结构,分析了共形头罩在扫描过程中引入的动态像差变化特性。然后,以泽尼克像差理论为基础,研究了不同长径比的二次曲面共形头罩的像散、彗差随目标视场变化规律。(2)研究了波前编码技术对离轴像差的敏感性。从光学传递函数的解析表达式出发,详细分析了加入叁次相位板的光学系统对离轴像差——初级像散、初级彗差的敏感性。另外,介绍了两种相位掩膜板参数优化方法,即基于PSF一致性的优化方法、基于Fisher信息理论的优化方法。(3)基于波前编码的二次曲面共形光学系统设计。将波前编码技术应用于共形光学系统进行像差校正,给出典型设计实例,证明了波前编码技术对共形光学系统中非对称像差的校正能力。在由共形头罩、固定校正器和双反系统组成的共形光学系统中添加叁次相位掩膜板,用于校正共形光学系统的动态像差。根据光学系统参数及红外光学系统的特性,完成光学系统的设计并进行图像仿真,验证了波前编码技术可以有效校正共形头罩动态像差。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2017-06-01）
像差光学系统论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为了实现NA1.35投影光刻光学系统高质量成像,在设计过程中除了控制波像差,还需进一步优化光学系统的偏振像差。利用Jones光瞳和物理光瞳表达了NA1.35投影光刻光学系统的偏振像差,并用二向衰减量与延迟量分析了光学系统偏振像差的大小;根据光线入射到不同光学面上最大入射角度的不同,为每个光学面设计相应的膜系以优化光学系统的偏振像差。相比于采用常规膜系,膜系优化后NA1.35投影光刻光学系统的二向衰减量和延迟量分别减小到了0.021 8、0.057 2 rad,即减小了光学系统的偏振像差。利用Prolith光刻仿真软件,分别对采用常规膜系和优化膜系的NA1.35投影光刻光学系统进行曝光性能仿真,结果显示:膜系优化后光学系统的成像对比度提高了4.4%,证明了NA1.35投影光刻光学系统偏振像差优化方法的有效性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
像差光学系统论文参考文献
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