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本文比较了两镜系统扩束器的四种形式，通过分析得到了用于消球差，慧差和象散的双抛物面扩束器可取任意遮拦比或放大倍率的结论，同时给出了这种系统的畸变系数与遮拦比α之间的关系.并通过实际光线追迹，得到了场曲系数与主镜相对孔径和遮拦比之间的关系.分别说明了α为正和为负两种情况时的光路，及对应的无中心遮拦的离轴系统的情况.

关键词: 两镜系统 , 扩束器 , 遮拦比 , 卡塞格林系统 , 格里哥利系统

非球面反射型扩束器的研究

孔祥蕾 , 郝沛明 , 周士康 , 李海洋

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2001.z1.009

非球面反射型扩束器由于其独特的优点得到了广泛的应用.本文分析了两种最常用形式的结构和像差特点,提出了一种利用两个不同锥体反射镜的组合实现光束转换的办法,从而消除了系统由于中心遮拦而带来的能量损失.文章还对各种非球面反射型扩束器和折射型扩束器的特点进行了比较.

关键词: 非球面 , 激光扩束器 , 离轴 , 锥体反射镜

消除中心遮拦的反射式激光扩束新方案

孔祥蕾 , 郝沛明

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2002.03.003

反射型扩束器由于其独特的优点得到了广泛的应用,但系统存在的中心遮拦现象,使得高斯光束在扩束过程中有40%左右的能量损失.本文提出了一种采用两个不同锥体反射镜构成的激光扩束新方案,消除了这种由于中心遮拦而带来的能量损失,并分析了对这种结构形式进行变化后得到的其他几种方案.

关键词: 激光扩束器 , 卡塞格林系统 , 能量损失 , 锥体反射镜

非球面扩束器的设计

胡明勇 , 郝沛明 , 王鹏 , 赵文才 , 张海洪

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2002.05.006

本文根据像差理论,叙述了非球面扩束器的设计方法.带有高次曲面的扩束器物镜能对大相对孔径的透镜校正像差.通过具体的实例,阐明了相对孔径加大,物镜的高次项增加,目镜结构复杂化,筒长同时可以大大减小.

关键词: 非球面扩束器 , 高次曲面 , 相对孔径

偏振CCD相机光学系统的偏振特性分析

罗睿智 , 乔延利 , 郝沛明 , 汪元钧 , 洪津 , 龚平

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2004.03.023

理论上推导了通过偏振CCD光学系统的部分偏振光在透射过程和反射过程中偏振特性的变化,定量计算了特定参数下的入射部分偏振光束经过特定单透镜透射后偏振度的分布,给出了偏振度变化的数量级,计算表明一定偏振度的入射部分偏振光束经过透射后,由于偏振度的变化和光线的入射高度以及视场角都有关系,光束偏振度在出射截面上将产生一定的分布.

关键词: 遥感 , 部分偏振光 , 偏振度 , 表面反射

求解二次曲面消像差点的研究

郝沛明 , 李可新 , 袁立银 , 李兴隆 , 付联效

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2006.04.007

对于二次曲面加工,都是在二次曲面的消像差点放置刀口仪进行阴影检验或与干涉仪对接进行干涉检验,这说明求解二次曲面的消像差点对于二次曲面的检验和检验方案的制定是非常重要的.利用三级像差理论和近轴公式,对二次曲面的两个消像差共轭点的求解方法进行了详细地研究,给出求解二次曲面的消像差点的各种公式、曲线图、光路图和表格,从中可以看出,这对检验二次曲面是非常有益的.

关键词: 几何光学 , 二次曲面 , 刀口检验 , 像差理论 , 共轭点

大口径哈特曼扩束系统的设计和研制

郝沛明 , 李玮玮 , 李红光 , 潘宝珠 , 周森林

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2006.06.007

论述了用于哈特曼波前探测系统的透射式光学扩束器的研制.以三级像差理论为基础,分析了传统扩束器没能很好校正轴外像差的原因,在推导计算出初始结构参数后,通过ZEMAX光学设计软件,设计出轴上和轴外像差都得到很好校正的、大口径、大相对孔径、视场可增大的新型扩束器.并根据此哈特曼扩束系统的实际使用要求,考虑支撑受力与热变形等因素,为光学元件配以相应的结构设计,给出了具体的设计实例.介绍了加工过程与调整方法,提供了检验方式.最终验收得到波前PV值为λ/4.

关键词: 几何光学 , 哈特曼扩束器 , 非球面光学 , 像差理论

施密特系统探讨与分析

郝沛明 , 潘宝珠 , 李红光 , 李玮玮

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2006.06.006

施密特系统历史悠久,过去从三级象差理论得到的校正板方程式,也一直被人们所认同,但是此方程经光学设计软件验证后,发现a≠1/2r02,其中r02为校正板的顶点曲率半径,∑S1≠0,系统的焦距和后截距也有一定的偏差,与三级像差理论不符.经过分析,发现原来从三级像差理论推导出的校正板方程式没有考虑到离焦后焦距的变化.实际上离焦后的焦距为fΔ=f+Δ.按三级像差理论重新推导可以得到新的施密特校正板方程式.由光学设计软件验证,得到a=1/2r02,∑S1=0,这与三级像差理论相符合,说明新的施密特校正板方程式是正确的.

关键词: 几何光学 , 校正板方程 , 施密特系统 , 三级像差理论

无光焦度校正板的在主镜前牛顿光学系统的设计

郝沛明 , 肖光辉 , 李可新 , 周森林

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2008.05.004

详细描述了光阑在主反射镜前的无光焦度校正板 - 牛顿光学系统的设计方法.通过移动光阑位置,改变主镜偏心率,选择校正板光焦度,进行光学系统的光线计算,求解出光学系统的最佳选择,并给出各种设计曲线和设计结果,对光学系统进行合理的评价.并以通光口径φ=300,相对孔径A=1/2,视场角θ=±5°,校正板光焦度ψ<,11>=5的牛顿光学系统为例,分析得到系统优化后的像差系数S<,1>=0.000002λ,S<,2>=0.000025λ,0°视场时的波像差为0.3174λ,±5°视场时的波像差为90.9861λ.

关键词: 几何光学 , 光学设计 , 牛顿光学系统 , 无光焦度校正板 , 三级像差理论