焦移

摘要： 为了了解带宽对厄米-高斯光束的聚焦特性和焦移的影响,采用衍射积分推导了TEM11模和TEM22模厄米-高斯光束通过受光阑限制色散透镜的传输公式,并利用数值计算对聚焦光强分布进行了研究,分析了带宽对两种模式焦移的影响.结果表明,TEM11模和TEM22模厄米-高斯光束的焦移量都会随带宽增大而增大,但两者的大小依赖相对带宽;当相对带宽小于0.25时,TEM22模焦移量大于TEM11模焦移量,然而相对带宽大于0.25时,后者会稍大于前者;带宽变化使TEM22模轴上光强主极大和次极大发生消长,从而引起轴上光强极大位置发生跃变.该研究结果对宽带厄米-高斯光束的应用具有一定的参考价值.

摘要： 为研究平顶高斯光束通过高斯光阑-透镜系统的传输特性,基于光学矩阵的方法和Collins公式导出了平顶高斯光束通过该复杂光学系统后的场分布的解析表达式和近轴光强分布值,进而分析了平顶高斯光束通过高斯光阑-透镜系统后的传输特性.研究结果表明,平顶高斯光束通过高斯光阑-透镜系统后,实际焦点位置和几何焦点位置并不重合,即发生焦移现象.焦移量的大小与高斯光阑宽度及光阑与透镜间的距离等因素有关,即在一定条件下,光阑宽度增大,相对焦移量变小,光阑与透镜之间的距离与焦距的比越小,相对焦移量就越小.

摘要： 热红外光学系统成像的研究是当代光学科学研究领域的重中之重，精密的光学系统是红外光束成像质量的重要保证。镜体热变形是影响光学天线系统传输质量的重要因素，该文利用ANSYS有限元分析软件仿真了镜体在热环境下的变形情况，同时分析了在热环境下，镜体热变形以及镜体材料折射率变化引起的镜体焦移变化，并对比分析了透射式热红外光学系统与反射式卡塞格伦天线的热红外光学系统在热环境下的焦移变化，得出了卡塞格伦光学天线系统的无热化性能。这些研究为热红外光学系统的精确设计奠定了理论基础。

摘要： 基于柯林斯衍射积分公式推导出了异常空心光束通过薄透镜聚焦后的解析表达式.运用导出公式,通过数值计算分析了异常空心光束聚焦区域的光强分布,并对异常空心光束的焦移特性进行了研究,详细讨论了光束有效菲涅耳数、光束形状和光腰位置对焦移的影响.研究结果表明:聚焦异常空心光束的轴上光强最大点不与几何焦点重合,而是偏离几何焦点.通过选择合适的光束参数和光学系统,异常空心光束将发生异常空心光束的焦移,其焦移量不仅依赖于光束有效菲涅耳数,而且依赖于光束椭圆率以及光束入射面与透镜的距离.%The analytical expression of the focused anomalous hollow beam (AHB) passing through a thin lens was derived based on the Collins formula. Using the derived formula, the irradiance distributions of an AHB in focal region were investigated, and the focal shift of focused AHB was studied in detail by numerical calculations. The effect on focal shift by the beam effective Fresnel number, the beam shape and the location of beam waist of the AHB were also discussed in detail. It is found, the position of the axial maximal irradiance of focused AHB is not coincident with the geometrical focus but is somewhat shifted away from the geometrical focusing point. The focal shift of the AHB takes place by a suitable choice of beam parameters and optical system, and the focal shift depends not only on the effective Fresnel number, but also on the ellipticity of AHB and the distance from the input plane to the lens plane.

摘要： Based on the propagation equation of partially coherent beams, the focal shift of partially coherent beams, whose intensity distribution is Gaussian-mode, and spatial coherence function is Bessel function of order zero has been investigated. The research results show that, the focal shift of focused partially coherent beam is not only dependent on the Fresnel number, but also on the relative coherent length. We find that the smaller the Fres-nel number is, the larger the focal shift is, and the relative focal shift increases with the decreasing of coherent length of the partially coherent beams.%基于部分相干光的传输方程,研究了光强为高斯分布、空间相干度函数为零阶贝塞尔函数的部分相干光束聚焦的焦移现象.研究结果表明,部分相干光束的焦移不仅依赖菲涅耳数,且依赖光束的相干长度.菲涅耳数越小,焦移量越大；部分相干涡旋光束的相干长度越小,焦移量越大.

摘要： Through theoretic analysis and numerical simulation, the focal shift of a focused flat beam propagating in turbulent atmosphere is studied. When a focused flat beam propagates in turbulent atmosphere, the effect of turbulence will induce the focal spot to move toward the transmitter. The turbulence is stronger and the diameter of transmitter is smaller, the measure of focal shift is larger. When adjusting the focus of transmitter and letting the focal spot of beam locate on detector, the laser intensity received by detector is not the strongest. The laser intensity will be the strongest if the focus of transmitter equals to the distance from transmitter to detector.%通过理论分析和数值模拟,对聚焦平台光束大气传输的焦移问题进行了研究.聚焦平台光束在湍流大气中传输时,湍流将导致光束的束腰向发射点移动,且湍流越强移动的幅度越大;大气湍流强度相同时,聚焦平台光束发射口径越小,其束腰移动的幅度越大.另外,通过调节发射系统的焦距,使聚焦平台光束的束腰正好位于接收探测器处时,接收探测器上的激光功率密度并非最大,只有当发射系统的焦距等于激光的传输距离时,接收探测器上的激光功率密度才会最大.

摘要： 根据不同的束宽定义研究余弦高斯光束通过无光阑透镜系统的传输和聚焦情况.数值计算表明使用不同束宽定义法所得结果是不同的.

摘要： 为了对平顶高斯光束通过光阑-透镜分离光学系统轴上光强分布和焦移进行详细研究,采用Collins公式,通过数值计算,对各个参量对光强分布和焦移的影响进行了分析,得到了精确直观的解析式.结果表明,其光强分布和焦移不仅由平顶高斯光束的阶数N、光束的菲涅耳数F_w决定,还与光阑菲涅耳数F_a、光阑与透镜距离s有关.

摘要： 将LP_(01)模表示成用拉盖尔-高斯模线性叠加的形式,利用柯林斯公式推导出单模光纤波导模通过傍轴ABCD光学系统的解析传输公式.用所得的解析公式对LP_(01)模在自由空间的传输和聚焦特性作了研究,并和高斯基模进行了比较.数值计算结果表明,用高斯基模描述LP_(01)模会产生一定误差.LP_(01)模经过透镜聚焦后存在焦移,且焦移随着菲涅尔数传输特性的减小而增大.选择合适的菲涅尔数聚焦后,LP_(01)模会出现长焦深,这是与聚焦的高斯模所不同的.

摘要： 基于矢量德拜理论,研究了双环径向偏振涡旋光束经介质分界面的深聚焦特性.当选取适当的入射光束拦截比时(即透镜孔径半径与入射光束的束腰半径的比),在聚焦场中可以得到一个极小的局域空心光束.局域空心光束的大小不仅与透镜的数值孔径有关,还与聚焦场介质的折射率有关.另外,还研究了透镜的数值孔径、入射光束的拦截比以及探测深度对聚焦光束实际焦点位置的影响.通过对聚焦光束的实际焦点位置的计算发现:当选取一定的光束拦截比时,聚焦光束存在一个焦点开关.

摘要： 本发明涉及一种分瞳移焦型共焦差分测量方法与装置，属于超精密测量与三维成像领域。该装置解决了常用的基于偏振分光棱镜分光的差动共焦系统集成度低、两个针孔探测器探测同步性难以保证的问题。本发明装置主要包括线偏振光源系统、棱镜分光测量系统、分瞳式相位滤波器共焦探测系统；该装置利用一维相位光栅分出两束完全相同的测量光束，利用分瞳式相位光瞳滤波器的不同光瞳区域实现光强响应轴向正、负向平移，最后利用CCD相机实现同步采集。本发明方案：根据相位光瞳滤波器的移焦效应原理、光栅衍射分光理论以及软针孔探测方法，同时对两路测量光束实现正、负移焦，再进行作差计算，从而实现绝对位置的高精度测量。本发明稳定性好、同步性高，能实现共光路、高集成度测量与成像。

摘要： 本发明提出了一种用于空间相机的凸轮式焦面像移补偿装置，属于空间光学遥感领域。解决了常规CMOS图像传感器、Bayer格式的彩色CCD图像传感器等无法使用电子像移补偿的问题。它包括移动架通过两个平行布置的直线导轨与固定架相连，弹簧支架数量为两个，弹簧的两端分别与弹簧支架和移动架相连，焦面电箱安装在移动架上，焦面电箱上安装有图像传感器，盘形凸轮安装在凸轮轴上，步进电机与凸轮轴通过联轴器相连，凸轮滚子固定安装在凸轮滚子支架的安装孔内，凸轮滚子位于盘形凸轮的凹槽内，盘形凸轮的凸轮轮廓曲线一和凸轮轮廓曲线二按照像移补偿运动曲线加工，凸轮轴与盘形凸轮相连，步进电机驱动盘形凸轮转动。它主要用于空间相机的凸轮式焦面像移补偿。

摘要： 本发明公开了一种用于卫星焦平面像移探测的CCD自适应选择方法，包括：(1)像移速度空间分布函数的构建，明确卫星拍摄任务中焦平面上任意点处的像移速度；(2)沿TDI方向像移速度偏差的计算，计算相邻两片CCD器件沿TDI方向像移速度的差值；(3)由像移速度偏差引起的成像降质程度的评价，构建成像降质函数，衡量由像移速度差值引起的成像降质程度；(4)成像降质程度最小值点的确定，选择成像降质程度最小值点对应的CCD器件探测像移。本发明能根据卫星姿态变化，自适应地选择焦平面上不同位置处的CCD器件用于像移测量，最大程度降低像移测量对CCD器件成像质量的影响。

摘要： 本发明涉及一种分瞳移焦型共焦差分测量方法与装置，属于超精密测量与三维成像领域。该装置解决了常用的基于偏振分光棱镜分光的差动共焦系统集成度低、两个针孔探测器探测同步性难以保证的问题。本发明装置主要包括线偏振光源系统、棱镜分光测量系统、分瞳式相位滤波器共焦探测系统；该装置利用一维相位光栅分出两束完全相同的测量光束，利用分瞳式相位光瞳滤波器的不同光瞳区域实现光强响应轴向正、负向平移，最后利用CCD相机实现同步采集。本发明方案：根据相位光瞳滤波器的移焦效应原理、光栅衍射分光理论以及软针孔探测方法，同时对两路测量光束实现正、负移焦，再进行作差计算，从而实现绝对位置的高精度测量。本发明稳定性好、同步性高，能实现共光路、高集成度测量与成像。

摘要： 对称移焦式轴向高分辨共焦显微成像装置属于光学精密测量领域；对称移焦式轴向高分辨共焦显微成像装置，包括照明光路和探测光路，所述的照明光路为：激光器发出的光束经准直镜组准直后，平行穿过偏振分光镜和1/4λ波片，由聚焦显微物镜会聚到被测物体上；所述的探测光路为：从被测物体反射的光束，先后经过聚焦显微物镜和1/4λ波片，并由偏振分光镜反射到1：1普通分光镜，1：1普通分光镜反射光路上和直射光路上均设置有探测光路，实现两路光束的探测；本发明不仅等同于差动共焦显微技术，而且移焦量可准确设置，使系统轴向分辨能力达到最优，同时免除了复杂的针孔对称离焦调整。

摘要： 本发明公开了一种用于卫星焦平面像移探测的CCD自适应选择方法，包括：1)像移速度空间分布函数的构建，明确卫星拍摄任务中焦平面上任意点处的像移速度；2)沿TDI方向像移速度偏差的计算，计算相邻两片CCD器件沿TDI方向像移速度的差值；3)由像移速度偏差引起的成像降质程度的评价，构建成像降质函数，衡量由像移速度差值引起的成像降质程度；4)成像降质程度最小值点的确定，选择成像降质程度最小值点对应的CCD器件探测像移。本发明能根据卫星姿态变化，自适应地选择焦平面上不同位置处的CCD器件用于像移测量，最大程度降低像移测量对CCD器件成像质量的影响。

摘要： 本发明提出了一种用于空间相机的凸轮式焦面像移补偿装置，属于空间光学遥感领域。解决了常规CMOS图像传感器、Bayer格式的彩色CCD图像传感器等无法使用电子像移补偿的问题。它包括移动架通过两个平行布置的直线导轨与固定架相连，弹簧支架数量为两个，弹簧的两端分别与弹簧支架和移动架相连，焦面电箱安装在移动架上，焦面电箱上安装有图像传感器，盘形凸轮安装在凸轮轴上，步进电机与凸轮轴通过联轴器相连，凸轮滚子固定安装在凸轮滚子支架的安装孔内，凸轮滚子位于盘形凸轮的凹槽内，盘形凸轮的凸轮轮廓曲线一和凸轮轮廓曲线二按照像移补偿运动曲线加工，凸轮轴与盘形凸轮相连，步进电机驱动盘形凸轮转动。它主要用于空间相机的凸轮式焦面像移补偿。

摘要： 本实用新型公开了一种焦罐台车横移自动纠偏定位结构，包括固定支架、安装架和台车定位杆，所述固定支架的顶端安装有安装架，且安装架的内部开设有焦罐定位导槽，所述焦罐定位导槽内部设置有台车定位杆，且台车定位杆的外壁铰接有导向轮，所述导向轮外壁焦罐定位导槽的内部相匹配，所述焦罐定位导槽内部两侧设置有用于缓冲的减震机构，所述固定支架的顶端设置有台车转盘，所述台车定位杆一侧与台车转盘的外壁焊接，该装置通过在向干熄焦提升机牵引满罐的过程中，由牵引力将导向轮插入焦罐定位导槽内以实现自动纠偏直至对中，防止出现因台车转盘中心点偏差出现的安全生产事故。

摘要： 本公开实施例提供了一种干熄焦移焦系统及方法，所述干熄焦移焦系统包括：系统架体、运焦装置、提升机构、拆装门机构、装焦装置以及推焦装置。使用本公开实施例中的干熄焦移焦系统进行移焦，在接焦时只进行一次推焦过程，即推焦机将焦饼推入焦箱内，无需进行二次推焦过程，降低二次推焦的投资，而且焦箱为封闭结构，焦箱上设置有相对分布的两侧门，侧门以可拆卸地方式设置在焦箱上，只有在推焦和装焦的过程中侧门才打开，从而大大减少焦饼和空气中氧气的接触，减少焦炭的烧损，降低环境污染，降低除尘难度，从而降低除尘设备的投资。综上，本申请的干熄焦移焦系统可有效减少移焦时焦炭的烧损，降低环境污染，降低工程投资。

摘要： 本发明公开了一种基于相移与焦移三维面形垂直测量方法、装置、介质，投影仪进行变焦扫描被测物体深度信息时，利用三步相移中的三帧条纹图连续依次循环投影到被测物体表面，相机同步采集对应的条纹图。在计算在投影仪每一焦距值的调制度分布时，利用到该焦距前后相邻焦距值的条纹图进行近似计算该焦距处的调制度值分布，从而重建被测物体的三维形貌。该技术既减少了条纹图的投影和采集量，同时还能避免被测物体细节丢失的现象，可获取与相移法相同的精度。本发明能为微观三维面形轮廓术领域的发展提供新思路，具有重要的意义和广阔的应用前景。