导读:本文包含了光学系统设计与仿真论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:LED太阳模拟器,光学设计,不均匀性,准直角
光学系统设计与仿真论文文献综述
张新强,张庆茂,郭亮,张志清,许毅钦[1]（2019）在《新型LED太阳模拟器光学系统设计及仿真》一文中研究指出针对现有LED太阳模拟器同时解决准直性、辐照度均匀性、光谱匹配性叁大技术指标的难度较高的问题,基于光电一体化二次光学设计,提出一种简便、高效且可实现大功率的LED太阳模拟器光学系统设计方法。采用小角度准直透镜和抛物面镜来整合光源,通过混光棒和微结构进行匀光,最后利用抛物面镜实现光线的准直输出,基于同轴准直的设计思想完成LED太阳模拟器的设计。利用光学软件LightTools对LED太阳模拟器光学系统进行模拟仿真与分析优化,实验结果表明:在直径为260 mm的有效辐照面上辐照不均匀度为2.5%、准直角为1.5°。(本文来源于《应用光学》期刊2019年05期）
张倩[2]（2019）在《波长选择开关光学系统的优化设计与仿真》一文中研究指出波长选择开关(WSS—Wavelength Selected Switch)作为目前可重构光分插复用器中的核心光学部件,是近年来光通信技术领域的研究热点。由于硅基液晶(LCoS)在全光信号处理方面的显着优势,基于LCoS的波长选择开关逐渐成为WSS技术发展的主流,在智能化弹性光网络、超快光学、光信号的多维复用/解复用技术等前沿领域具有广阔而重要的应用前景。另一方面,利用植物叶结构表面对于不同波长镜面反射和漫反射的情况不同,波长选择开关可以广泛地应用于对不同植物的精确识别,在生态保护和农业生产等领域也具有非常重要的应用前景和实际研究价值。然而,目前的波长选择开关技术受LCoS芯片信息处理能力和WSS光学系统复杂性的限制,其端口数和波长分辨率尚不能满足WSS在光通信和生态技术领域的应用和发展需求,迫切需要进行进一步的深入研究。本文采用ZEMAX光学仿真设计软件,在建立了基于2f光学系统的波长选择开关总体光学系统ZEMAX仿真模型的基础上,对光学系统内部的傅里叶透镜成像系统和柱面镜成像系统进行了优化设计,使整个光学系统的成像质量得到了较为显着的改善,并根据仿真优化结果开展了对波长选择开关的相关实验研究。论文所完成的主要工作如下:(1)阐述了波长选择开关在光通信、植物识别和农业生产等领域的重要应用前景和研究价值,提出一种将波长选择开关应用于植物识别的可能技术方案,并对波长选择开关的主要核心光学部件进行了较为全面的分析与论述。(2)用ZEMAX光学设计软件对波长选择开关的整体光学系统进行了仿真和优化。在优化后的傅里叶光学系统后放置相位衍射光栅、柱面镜、用反光镜模拟硅基液晶,得到整个波长选择开关光学系统。经过对评价函数的多次优化改进后,在硅基液晶上得到较为精细的单波长光斑。通过在反光镜上设置多重组态的方法对硅基液晶单元像素的偏转角度进行模拟,使得光束经过硅基液晶的反射原路返回,耦合到多端口光纤耦合微透镜阵列中,从而实现了对WSS整体光学系统的ZEMAX仿真。(3)在对波长选择开关及其核心光学部件仿真优化工作的基础上,实验搭建了基于硅基液晶的波长选择开关实验系统,实现具有65个端口数的波长选择开关。针对进一步提升该波长选择开关光谱分辨率的问题,通过优化柱面透镜使硅基液晶上的光斑压窄到了32μm的范围内,使得整个C波段的最小滤波带宽可以达到8GHz。论文的上述研究结果对于推动光网络的智能化以及其在生态保护和农业生产等领域的应用具有重要的参考价值和实际意义。(本文来源于《中央民族大学》期刊2019-05-01）
张浩,窦仁超,刘坤,孟冬辉,巴德纯[3]（2019）在《微尺度质谱仪离子源结构设计及离子光学系统仿真》一文中研究指出文章针对多领域对便携式质谱仪的需求,对微尺度质谱仪的核心部件离子源进行结构设计,并利用离子光学模拟软件SIMION进行仿真,探究电极电压、透镜结构、电极结构等对离子传输的影响并进行优化,获取相关参数研究规律,为微尺度质谱仪的研制提供设计依据。(本文来源于《航天器环境工程》期刊2019年01期）
郑田莉,罗春华,朱海龙,付威威[4]（2018）在《双波长视网膜血氧饱和度测量仪光学系统设计与仿真》一文中研究指出测量视网膜血氧饱和度,对一些全身性的疾病有着重要的参考意义。国内现有的眼底检测设备,功能还局限于眼底图像获取,疾病的诊断需要通过医生的经验来判断,误差较大,如何量化视网膜血氧饱和度成为医疗仪器科学领域研究的新热点。基于血液吸收光谱特性,设计了一款工作波长为570nm和600nm的非侵入式双波长视网膜血氧饱和度测量仪。在zemax软件中设计了照明光路和成像光路,在Tracepro里对照明光路进行了仿真。(本文来源于《长春理工大学学报(自然科学版)》期刊2018年06期）
孙高飞,王文鹏,张国玉,刘石,张健[5]（2018）在《高辐照度多准直角太阳模拟光学系统设计与仿真研究》一文中研究指出为实现不同光束准直角下的辐照度模拟,依据太阳模拟器基本成像原理,设计高辐照度多准直角太阳模拟器光学系统。根据太阳辐照度、光束准直角、辐照均匀度、光谱特性和辐照稳定性等指标要求,选取氙灯作为光源,利用Lighttools软件建立嵌套灯弧模拟模型,分析氙灯体光源、发光功率分布和空间光强分布模拟方法;同时,设计椭球聚光系统、匀光系统和准直系统,实现0.1S0(32′)、0.3S0(45′)和1.0S0(±1°)的太阳辐照度与光束准直角模拟;利用光学系统仿真模型对氙灯和光学积分器进行离焦分析,建立离焦位置与辐照均匀性的函数关系。由仿真结果可知:设计的光学系统可实现142.5 W/m~2(32′)、428.4 W/m~2(45′)和1395.6 W/m~2(±1°)的太阳辐照度与光束准直角模拟,且辐照均匀度优于95.7%。(本文来源于《太阳能学报》期刊2018年08期）
张颖新,王云萍,侯军燕[6]（2017）在《高帧频DMD红外景象仿真设备电路与光学系统设计》一文中研究指出针对红外半实物仿真试验中DMD红外景象仿真设备存在的时序同步、高帧频显示、光学匹配等使用问题,设计与研制了一套能够与常见被测红外凝视成像设备匹配使用的基于DMD的红外景象仿真设备。首先提出了合理可行的同步延时驱动方案和显示控制方案,设计与研制了同步信号处理电路和驱动电路,实现了仿真图像的时序同步和高帧频显示;其次根据常见被测红外凝视成像设备的光学参数,进行了光学系统设计与仿真,研制了照明光学系统和投影光学系统,实现了与常见被测红外凝视成像设备光学匹配。检测结果表明:该设备能够与多种被测红外凝视成像设备在时序上保持同步,并实现光学匹配,输出的仿真图像帧频可达300 Hz、最大可模拟温度为160℃、最小可模拟温差为0.03℃、最大图像对比度为0.7、空间非均匀性优于1%,已在红外半实物仿真试验中发挥了巨大作用。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2017年04期）
周广丽,陈姝君,单小琴,曹芳[7]（2016）在《软件仿真在《光学系统设计》教学中的应用》一文中研究指出《光学系统设计》是分析光学系统成像质量的一门课程,为光学系统设计提供理论支持。本文介绍软件仿真在该课程教学中的应用,举例介绍几种几何像差在软件中的描述,通过软件仿真可直观看出不同像差对成像质量的影响。(本文来源于《教育现代化》期刊2016年24期）
吴如颂[8]（2016）在《主动式作物生长监测仪光学系统设计与仿真研究》一文中研究指出光学系统是作物生长光谱监测设备核心模块之一,直接决定了设备测量的精度和可靠性。本文基于作物生长光谱监测原理,提出了适用于稻麦冠层光谱监测的光学系统设计方案,设计了一种中功率、小角度LED作为发光光源,采用了扩散片光路系统作为发光光路,解决了发光光源功率小、发光系统准直后光斑均匀性低等关键难题。研究结果对于提高作物生长监测仪的整体性能,推进作物栽培智能化设备的应用,促进我国精确农业自主创新具有重要的意义。首先,本文基于作物生长光谱监测原理,利用课题组近年来关于稻麦生长信息敏感波段在730nm和810nm波长附近的研究成果,提出了光学系统设计方案:发光系统照射产生满足作物需求(面积不小于1000cm2,强度不小于1W/m2)的椭圆形均匀光斑,感光系统接收发光系统产生的光线经冠层反射之后的漫反射光。其次,对发光光学系统进行了设计和仿真:基于非成像光学理论,建立透镜及反光杯几何模型,并通过对比仿真得到的配光曲线,优化透镜参数(顶部球半径、圆柱体高度)及反光杯参数(底部半径、顶部半径),得到了功率为400mw、半值角为100的LED作为发光光源,满足了发光光源的功率要求,又提升了监测仪的便携性。发光光路的设计,两波段LED呈交叉分布,目的是使两波段的LED发出的光线在冠层基本重合,照射同一区域;基于光斑尺寸(长轴长30cm,短轴长10cm)的要求,对比不同规格的扩散片,选取100×300规格的扩散片光路系统,仿真结果表明光斑均匀性相对传统的柱面镜光路系统提升了 20%。另外,对感光光学系统进行了设计和仿真:基于几何光学原理,建立菲涅尔透镜几何模型,计算菲涅尔透镜参数(透镜倾角),得到了一款焦距为15mm的菲涅尔透镜作为感光光路核心部件,相比传统凸透镜,菲涅尔透镜具有质量轻、体积小的特点,提升了仪器的便携性。感光器件选择光敏二极管作为感光元件,验证结果表明光敏二极管工作在线性区域内,R2值达到0.99,保证了测量精度。最后,对本文设计的光学系统进行了性能仿真和实物测试。仿真测试首先通过近场光源分布测试系统得到LED的光学文件,再将其导入Tracepro光学仿真软件,建立系统模型,追迹光线,得到不同高度处光斑辐照度分布图,再通过公式计算出均匀性,与光源均匀性测试平台所测得的实物光斑均匀性进行比较,结果表明本文设计的光学系统光斑均匀性达到80%以上,能够满足测试需求。对标准反射率灰度板的测试表明,随着高度的变化,比值植被指数RVI值在60-80cm高度下变化的均方根误差(RMSE)为0.1081,而NDVI在60-80cm高度下变化的RMSE为0.0192。田间稻麦试验表明,主动式作物生长监测仪获取的NDVI和RVI值与ASD地物光谱仪具有良好的相关性,R2达到0.82以上。表明本文设计光学系统满足田间测试的需求。(本文来源于《南京农业大学》期刊2016-06-01）
赵欣,马彩文[9]（2014）在《基于混合H_2/H_∞控制的自适应光学系统设计与仿真》一文中研究指出为了使自适应光学系统校正后的残余波前整体倾斜小并且系统的鲁棒稳定性好,提出采用混合H2/H∞控制方法来设计自适应光学系统控制器.为了验证控制效果,通过自适应光学波前整体倾斜校正试验平台仿真了大气湍流波前整体倾斜,对比了采用混合H2/H∞控制器和采用经典积分控制器的自适应光学波前整体倾斜校正试验平台的残余波前整体倾斜以及系统的鲁棒稳定性.结果表明,相对于采用积分控制器的试验平台,采用混合H2/H∞控制器的试验平台同时获得了更小的残余波前整体倾斜和更好的鲁棒稳定性,证明了自适应光学系统混合H2/H∞控制方法的有效性.(本文来源于《光子学报》期刊2014年12期）
于建冬[10]（2014）在《静态红外成像光谱仪前置光学系统设计及仿真研究》一文中研究指出本论文所研究的时空联合调制型傅里叶变换成像光谱仪利用MEMS多级微反射镜代替传统的迈克尔逊干涉仪的动镜，在获得目标物体的空间图像的同时，得到物体在空间域光程差离散采样的光强分布，即物体的频谱信息，形成关于目标物体的叁维数据立方体，在目标探测和物体识别领域，具有广阔的发展前景。成像光谱仪已经成为对地观测和深空探测的重要手段，特别是近十年来，涌现出各种机载、星载和专用的成像光谱系统，它们被广泛应用于矿产资源勘探、海洋遥感、环境监测、军事侦察等领域。前置光学系统是成像光谱仪的重要组成部分，其主要作用是将无限远的物体清晰的成像在平面镜和阶梯微反射镜上的同时，保证系统能形成稳定的干涉条纹，使各视场主光线垂直于平面镜入射。本论文的主要内容研究包括：（1）根据时空联合调制型傅里叶变换成像光谱仪的工作原理和红外光学系统的特性，对红外探测器和前置光学系统之间的联系进行了分析，综合考虑了前置成像系统对成像光谱仪工作性能的影响，提出了前置成像光学系统参数。（2）根据几何成像原理，列出像方远心系统参数方程组，通过解出方程组的合理解，得到实现像方远心光路的条件，实现像方远心结构。（3）研究了片状分束器和补偿板所带来的离轴像差，基于像差理论和自由曲面研究，提出了解决系统的离轴像差的方法。采用了柱面和Zernike面相结合的矫正方法以提高成像质量。最终设计的系统工作于3~5μm的光谱范围，工作参数如下：F数为4、有效焦距为400mm、视场为4.58°。整个波段范围在全视场无渐晕。仿真结果表明：前置成像系统的成像质量接近衍射极限，最大全视场RMS光斑直径为5.9μm。仿真结果表明，这种设计方法可以用于大孔径时空联合调制型傅里叶变换成像光谱仪前置成像系统设计。(本文来源于《中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)》期刊2014-12-01）
光学系统设计与仿真论文开题报告
（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：
波长选择开关(WSS—Wavelength Selected Switch)作为目前可重构光分插复用器中的核心光学部件,是近年来光通信技术领域的研究热点。由于硅基液晶(LCoS)在全光信号处理方面的显着优势,基于LCoS的波长选择开关逐渐成为WSS技术发展的主流,在智能化弹性光网络、超快光学、光信号的多维复用/解复用技术等前沿领域具有广阔而重要的应用前景。另一方面,利用植物叶结构表面对于不同波长镜面反射和漫反射的情况不同,波长选择开关可以广泛地应用于对不同植物的精确识别,在生态保护和农业生产等领域也具有非常重要的应用前景和实际研究价值。然而,目前的波长选择开关技术受LCoS芯片信息处理能力和WSS光学系统复杂性的限制,其端口数和波长分辨率尚不能满足WSS在光通信和生态技术领域的应用和发展需求,迫切需要进行进一步的深入研究。本文采用ZEMAX光学仿真设计软件,在建立了基于2f光学系统的波长选择开关总体光学系统ZEMAX仿真模型的基础上,对光学系统内部的傅里叶透镜成像系统和柱面镜成像系统进行了优化设计,使整个光学系统的成像质量得到了较为显着的改善,并根据仿真优化结果开展了对波长选择开关的相关实验研究。论文所完成的主要工作如下:(1)阐述了波长选择开关在光通信、植物识别和农业生产等领域的重要应用前景和研究价值,提出一种将波长选择开关应用于植物识别的可能技术方案,并对波长选择开关的主要核心光学部件进行了较为全面的分析与论述。(2)用ZEMAX光学设计软件对波长选择开关的整体光学系统进行了仿真和优化。在优化后的傅里叶光学系统后放置相位衍射光栅、柱面镜、用反光镜模拟硅基液晶,得到整个波长选择开关光学系统。经过对评价函数的多次优化改进后,在硅基液晶上得到较为精细的单波长光斑。通过在反光镜上设置多重组态的方法对硅基液晶单元像素的偏转角度进行模拟,使得光束经过硅基液晶的反射原路返回,耦合到多端口光纤耦合微透镜阵列中,从而实现了对WSS整体光学系统的ZEMAX仿真。(3)在对波长选择开关及其核心光学部件仿真优化工作的基础上,实验搭建了基于硅基液晶的波长选择开关实验系统,实现具有65个端口数的波长选择开关。针对进一步提升该波长选择开关光谱分辨率的问题,通过优化柱面透镜使硅基液晶上的光斑压窄到了32μm的范围内,使得整个C波段的最小滤波带宽可以达到8GHz。论文的上述研究结果对于推动光网络的智能化以及其在生态保护和农业生产等领域的应用具有重要的参考价值和实际意义。
（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。
光学系统设计与仿真论文参考文献
[1].张新强,张庆茂,郭亮,张志清,许毅钦.新型LED太阳模拟器光学系统设计及仿真[J].应用光学.2019
[2].张倩.波长选择开关光学系统的优化设计与仿真[D].中央民族大学.2019
[3].张浩,窦仁超,刘坤,孟冬辉,巴德纯.微尺度质谱仪离子源结构设计及离子光学系统仿真[J].航天器环境工程.2019
[4].郑田莉,罗春华,朱海龙,付威威.双波长视网膜血氧饱和度测量仪光学系统设计与仿真[J].长春理工大学学报(自然科学版).2018
[5].孙高飞,王文鹏,张国玉,刘石,张健.高辐照度多准直角太阳模拟光学系统设计与仿真研究[J].太阳能学报.2018
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[8].吴如颂.主动式作物生长监测仪光学系统设计与仿真研究[D].南京农业大学.2016
[9].赵欣,马彩文.基于混合H_2/H_∞控制的自适应光学系统设计与仿真[J].光子学报.2014
[10].于建冬.静态红外成像光谱仪前置光学系统设计及仿真研究[D].中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所).2014