光学窗口

摘要： 为了在温度变化条件下对光电成像系统进行像质检测与评价,设计一种具有温度自适应功能的光学窗口。分析了温度变化对光学玻璃面形的影响,进行光学窗口的温度适应性光机结构设计,通过有限元分析与实测实验相结合的方法分析了温度变化对光学窗口面形的影响,验证了温度适应性设计的有效性。实验结果表明:常温20°C条件下,光学窗口波像差的PV值和RMS值分别为82.90 nm和6.96 nm;高温50°C条件下,波像差的PV值和RMS值分别为136.68 nm和14.55 nm;低温−40°C条件下,波像差的PV值和RMS值分别为183.51 nm和28.48 nm;高、低温环境下光学窗口的波像差与常温环境下结果对比的数值变化趋势与有限元分析结果具有较好的吻合性;在3种温度条件下光学窗口波像差的PV值均小于或接近(1/4)λ,且由于温度变化引起的光学窗口面形变化很小,设计的光学窗口具有较好的温度适应性。

摘要： 为探究不同光窗材料激光点火器耐压性能及对激光点火器发火功率的影响,得到适用于激光点火器最佳光窗材料。通过ANSYS仿真软件建立光学窗口式激光点火器模型,研究蓝宝石、石英玻璃和K9玻璃3种光窗材料对不同光窗厚度下光窗应力和应变的影响,并搭建激光点火系统进行点火试验,测试其发火功率。结果表明:光窗越厚,耐压性能越好。蓝宝石耐压性能优于K9玻璃和石英玻璃,3种光窗厚度为1.5 mm时激光点火器平均发火功率分别为12.69 W、5.08 W和4.88 W。石英玻璃满足低能发火、耐压性能和成本低的要求,为最佳光窗材料。

摘要： 针对高速流场下凸台周围的气动光学效应,对不同马赫数下的三种凸台形状周围的流场进行仿真计算,计算得到流场的密度变化,计算了光线经流场传输后的光程差。仿真结果表明:随马赫数增大,光程差逐步增大;同等条件下,不同出射角度对应的光程差不同,凸台存在强烈的尾流区域,从而导致较大的光程差;在马赫数达到跨音速时,凸台顶端也会产生较大的光程差;曲率较小的凸台结构对周围流场的影响较小。

摘要： 传统金属网栅多为二维方格结构,光学透射率损耗较大,高级次衍射杂散光严重干扰探测系统成像质量.本文设计了一种具有随机六元环表面结构的金属网络导电薄膜,该结构相较于传统二维方格结构金属网栅具有更高的光学透射率;由于在结构中引入了随机变量,也可以实现高级次衍射杂散光的抑制.随后在ZnS光学窗口上完成了线宽为4μm、周期为100μm的随机六元环结构金属网络导电膜的制备.测试结果表明,样品表面图案完整、金属线清晰可见、线宽均匀、无断线情况发生.ZnS光学窗口在长波红外波段透射率损失10.5%,在可见光波段透射率仅损失6.8%,同时可以显著均化高级次衍射杂散光分布.电磁屏蔽数值仿真结果显示,该网络导电膜在0.2—20 GHz电磁波谱段内平均电磁屏蔽效能为37.9 dB,最低屏蔽效能29.6 dB,比传统方格结构网栅高3.2 dB.本文设计并制备的随机六元环结构金属网络导电膜具有优异的光学性能与电磁屏蔽效能,对于提升图形化光学窗口的综合性能具有重大意义.

摘要： 为了保证航空相机的成像效果,设计了气密光学窗口及其保护罩。本文对光学窗口的设计流程进行了分析,讨论了光学窗口设计的考虑因素,例如光学材料、光学厚度、压力和气密安装方案等。为了实现在非工作状态下对光学窗口的保护,设计了双层舱门结构形式的光窗保护罩,实现了系统的小型化。通过仿真分析和试验,测试了气密光学窗口和光窗保护罩的稳定性,系统能够在2个大气压和高低温环境下正常工作,性能良好。光学窗口保护罩整个厚度仅为37mm,能够实现快速开启与关闭,单程时间为7.7 s。相关分析方法解决了光学窗口设计问题的盲目性,使光学窗口的设计更加合理可靠。本文提出的方案为航空相机光学窗口的设计和保护提供了参考和技术支持。

摘要： 以侧窗式微型X射线管为例,采用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法,对金刚石光学窗口的最优厚度进行了模拟研究.以管压为50 kV、管电流为1.0 mA的X射线管工况为例的模拟结果表明:增加金刚石窗口厚度,可使银靶的Kα特征X射线有效透射比和峰总比不断提高;在最优厚度为2.0 mm的条件下,高能X射线有效透射比为154.5％,K系特征X射线的透射比为74.5％,峰总比为27.9％.与铍光学窗口相比,在保证特征X射线透射比T相等的前提下,金刚石光学窗口有更高的有效透射比和峰总比,可以替代传统铍作为微型X射线管的光学窗口.

摘要： 为了降低气动载荷对机载光学窗口的影响,并探究光学镜片排布方式对光学窗口气动特性的影响,设计了三种不同光学镜片排布方式的光学窗口,并对其模型进行了动力学数值模拟分析.研究了不同光学镜片排布方式对光学窗口气动特性的影响,得到了空气阻力最小、气动特性最优的模型.根据0°攻角工况下所受风阻的大小,对其结构力学特性进行了模拟分析.结果 表明,该光学窗口模型在风阻载荷作用下不会因冲击而损坏,满足刚度和强度要求.

摘要： 本专利提供了一种用于光学窗口的金刚石基多层抗反射涂层的系统和方法。一种用于光学窗口的抗反射涂层,可包括光学级硅衬底,在基体上的第一层多晶金刚石膜,在第一层多晶金刚石膜上的锗膜,在锗膜上的熔融石英膜,在熔融石英膜上的第二层聚晶金刚石膜。制造金刚石基多层抗反射涂层的方法包括以下步骤:清洁和晶种化光学基底,在光学基板上形成第一层金刚石层,在第一层金刚石层上形成锗层,在锗层上形成熔凝二氧化硅层,清洗并晶种锗层,以及在锗层上形成第二层金刚石层。

摘要： 针对具有复杂围护结构光学窗口传热特性,建立了高热流作用下的光学窗口及其复杂围护结构的辐射-导热传热模型,分别讨论了窗口的辐射半透明、光谱选择性、外部加热热流以及窗口尺寸对其瞬态温度响应的影响.结果表明,忽略窗口半透明特征会产生最大31.4％误差,忽略光谱选择性会产生最大40.4％误差;窗口外部气动加热热流影响显著,温度响应随热流的增大而急剧增大;窗口厚度对其传热特性的影响较大,随着厚度的增大窗口温度响应减小;而窗口半径产生的影响可忽略不计.

摘要： 高超声速条件下,气动光学效应的存在严重影响红外成像制导精度,已经成为新一代高超声速精确打击武器研制面临的关键技术难题之一.为解决这一技术瓶颈,需要开展适用高超声速飞行环境的超声速气膜冷却光学窗口研究,解决高超声速飞行条件下光学窗口防热和成像难题,突破现有红外成像制导武器的速度和温度限制,可为实现高超声速条件下武器对空、对地和对海高精度打击提供支撑.

摘要： 航天器所处的空间环境中发生静电放电(ESD)后会产生电磁脉冲(EMP),有可能通过星敏感器的光学窗口耦合进入星内,对星敏感器内部的电子器件产生干扰甚至毁伤,影响其正常工作,进而对卫星的正常运行构成成胁.本文通过简化星敏感器结构,根据MIL-STD-1541A规定的静电放电模型,利用CST软件对星敏感器光学窗口表面进行了静电放电仿真研究.分析了平面波辐照下入射角的变化对电子器件所在位置场强变化的影响,以及点源辐照下放电点位置的不同对内部场强的影响,最后简单介绍了透明导电薄膜的防护技术.

摘要： 航空遥感器是获取地面信息的重要工具,光学窗口是整个系统的重要组成.高马赫飞行条件改变了窗口内部的光传输特性,进而影响遥感器成像质量.为保证和提高航空遥感器成像质量所采取的必要矫正措施提供理论依据,本文对高马赫飞行条件下光学窗口内部光传输特性进行分析.首先,从实际项目中提取问题;然后进行建模、仿真及相关理论分析;最后得出高马赫飞行条件下光学窗口内部光传输特性的一般描述方法.

摘要： 本文研究了红外成像系统光学窗口的电磁屏蔽技术。通过分析多个项目的多台单机的电磁兼容检测结果，得出现有国产红外成像系统电磁屏蔽技术难点是RS103抗电磁干扰以及RE112的电磁泄漏问题,超标的一个频点分布范围是500MNz-1.5GHz,分别研究了谐振网筛和非谐振网筛的设计方法和制作工艺,非谐振网筛相当于一个高通滤波器,随入射角增大没有呈现明显的偏振效应，具有较大的特征尺寸,设计和制作相对容易。谐振网筛相当于一个带通滤波器，可实现透过率>90％，需要消除偏振效应的影响.电磁屏蔽效率比非谐振网筛更高，特征尺寸较小,设计和制作相对复杂,采用光学窗口金属网筛屏蔽技术可以从根本上消除RS103的执电磁干扰问题以及RE102的电磁泄漏问题。

摘要： 本文分析了太阳能碟式聚集系统的焦面辐射热流矢量分布特性,利用光学窗口折射作用重新打散分配聚集辐射,设计开发了一种上凸式光学窗口的腔式吸热器,分析了不同误差、光学窗口曲面函数等对腔式吸收器壁面辐射热流分布的影响.分析结果表明这种腔式吸热器的壁面辐射热流分布具有良好的均匀性。

摘要： 本文对于三维空心球冠状光学窗口的表观辐射特性进行建模,对于外表面受气动加热的光学窗口,用ANSYS软件分析它不考虑辐射时的温度场分布,用Fortran 语言编写的有限体积法程序分析半透明边界参与性介质内的辐射换热,将辐射换热计算得到的辐射源,通过ANSYS软件的二次开发语言APDL 将其加载到单元,导出温度场,再通过Fortran 程序求出辐射源项,如此反复迭代直至求出稳定的温度场分布.根据温度场分布求出光学窗口内表面在某一谱带下的表观辐射大小,再根据反向蒙特卡洛法分析光学窗口指定谱带下的表观辐射对探测器的影响.

摘要： 蓝宝石光学窗口在空间环境服役时，将会受到不同射线（如γ射线、X 射线）以及离子流（如电子、质子等）的辐照作用，使其光学性质及结构发生变化，影响使用性能。为模拟空间环境，采用60Co源及电子流对蓝宝石进行辐照，研究了蓝宝石经辐照后的光学性能及结构变化，测试了蓝宝石辐照前后的表面粗糙度以及吸收光谱和荧光光谱变化。AFM 实验表明，γ射线辐照对蓝宝石表面粗糙度几乎没有影响，而电子流辐照使得蓝宝石表面粗糙度增加。吸收光谱结果显示，蓝宝石经γ射线及电子流辐照后在紫外可见波段表现出较强的吸收，出现206nm、238nm、300nm和330nm等吸收峰。荧光光谱发现335nm和410nm等荧光发光峰。最后分析了色心产生原因，计算了辐照前后的色心浓度。

摘要： 太空环境中发生的热热现象不存在对流,只有导热和辐射两种传热方式.对于多层半透明介质的光学窗口内的传热,其辐射往往起着重要作用,不可忽视.本文运用通过射线踪迹法建立起来的一维多层半透明介质内的导热-辐射耦合换热模型,计算分析了两层和三层玻璃组成的光学窗口内的稳态传热.结果表明,在导热-辐射耦合情况下,舱内对流效应对稳态时的温度场和热流影响显著。

摘要： 与一般红外成像系统不同的是，高速红外成像探测系统面临着严重的气动光学效应的影响。其中气动热效应的影响将降低红外成像系统光学窗口的工作性能，甚至会对光学窗口产生严重的破坏作用。分析和研究气动热效应的形成机理、影响程度等，并采用合适的解决方案是当前国内外高速红外成像探测技术研究的关键技术之一。本文采用仿真设计、理论计算等方法分析了高速红外成像探测系统的气动热效应影响程度，并针对典型的光学窗口外部制冷方案等进行了初步分析计算；参考国外研究资料，提出了高速红外成像探测系统的理想气动外形和内部冷却方案，为今后高速红外成像探测系统的气动热效应防护措施等方面的研究提供了一定的参考依据。

摘要： 本发明公开了一种大尺寸红外光学用锗窗口材料的制备装置及用其制备大尺寸红外光学用锗窗口材料的方法，包括加热系统、隔热保温系统、转动升降装置和模具装置，所述加热系统设置在隔热保温系统内，模具装置则设置在加热系统内，模具装置的底部与转动升降装置相连，所述转动升降装置的下部从加热系统和隔热保温系统底部的中心穿过，制备时主要包括了分阶段加热步骤。解决现有大尺寸锗单晶直拉生长技术存在技术难度大、工艺过程和工艺条件难以控制，锗单晶成晶率低，后续成型加工困难，运行周期长、原料用量大、生产成本高的问题。

摘要： 公开了一种光学窗口，光线可以通过照射该窗口而生成一个波形。这些窗口呈沙漏形，从而较好地使窗口的外形与光强度的分布相匹配。这种光学窗口可以被用于不同的光学装置之中。

摘要： 本公开提供一种用于净化光学窗口(32)的表面的装置，其包括：第一电极(33)，其设置于光学窗口的内部，被形成光学窗口的电介质材料所覆盖；第二电极(34a)，其设置在光学窗口的周围，露出于光学窗口的至少一侧的表面；电源(50)，其电连接于第一电极和第二电极之间；以及控制部(60)，其对电源(50)进行控制，以便利用电源在第一电极和第二电极之间施加高频或者脉冲状的电压，沿光学窗口的表面(32a)产生介电势垒放电。

摘要： 本公开提供一种用于净化光学窗口(32)的表面的装置，其包括：第一电极(33)，其设置于光学窗口的内部，被形成光学窗口的电介质材料所覆盖；第二电极(34a)，其设置在光学窗口的周围，露出于光学窗口的至少一侧的表面；电源(50)，其电连接于第一电极和第二电极之间；以及控制部(60)，其对电源(50)进行控制，以便利用电源在第一电极和第二电极之间施加高频或者脉冲状的电压，沿光学窗口的表面(32a)产生介电势垒放电。

摘要： 本发明提供了一种晶圆级光学窗口，包括：基材层，基材层具有相对设置的第一面和第二面；光学元件层，光学元件层集成于所述第一面和/或所述第二面的特定区域内。相应地，本发明提供了一种具有晶圆级光学窗口的微镜装置。本发明还提供了一种具有晶圆级光学窗口的微镜装置，包括晶圆级光学窗口，还包括：基底；MEMS微镜，MEMS微镜设置于所述基底上；支撑架，支撑架设置于晶圆级光学窗口与MEMS微镜之间。本发明通过在晶圆级光学窗口的特定区域上集成光学元件层，利用该集成有光学元件层的晶圆级光学窗口与MEMS微镜形成微镜装置，并将该微镜装置应用于各类光学系统中，能够实现包括散斑抑制、光束准直、聚光和扫描角度增大等功能。

摘要： 本发明公开了一种对红外光学窗口进行热分析的方法及红外光学窗口，本发明针对大口径平面红外光学窗口，进行特定条件下的热力学建模分析及冷却校正，用以抑制窗口升温，使窗口工作在一个允许的温度范围内，解决大口径平面红外窗口在气动热环境下温度升高并发生形变，最终导致红外侦察成像质量差，甚至无法正常工作的问题。

摘要： 本发明提供了基于空间光学遥感器热光学试验用光学窗口，涉及空间光学遥感器真空热试验领域，包括：窗口框体；所述窗口框体的左侧外端面上连接安装有夹紧块；所述窗口框体的右侧连接安装有圆杆；所述窗口框体的正后侧横向安装有主长杆；所述窗口框体的后侧倾斜安装有动力杆；所述主长杆和动力杆的外侧端面上分别环套安装有限位环；所述窗口框体包括有温度传感器、凸出杆、固定块和窗口玻璃，所述窗口框体为圆形镂空框架结构。本发明通过固定块、夹紧块和扭紧杆的安装实现了对窗口框体内侧的窗口玻璃的固定，并且在旋转试验的时候也能有效防止旋转的结构晃动，从而实现试验的正常有序操作。

摘要： 空间光学遥感器热光学试验用光学窗口属于空间光学遥感器真空热试验领域，包括：基础法兰、壳体、内压板、外压板、内窗口玻璃、外窗口玻璃、温度测控系统、电加热膜、温度传感器、抽气座、压力表。本发明能够按照不同试验温度设定光学窗口的温度，使光学窗口保持在理想的温度范围内，有效降低温度波动对检测的影响；能够按照需求随时改变窗口玻璃内外的压差，最大限度地降低由于气压不同造成的窗口玻璃变形；加热装置采用电加热膜，框架材料导热率高，温度均匀性好；采用自动温度控制系统，使用前设置好目标温度后，控制过程不用人参与，实现了自动调温的功能。

摘要： 一种红外光学窗口及光学透镜外表面上增透膜的制备方法，涉及光学薄膜制备技术领域，对增透膜基体清洗后，打开镀膜机的电源、启动机械泵，打开预阀将镀膜机内的废气抽出；再对增透膜基体抽高真空，到100Hz时，关闭低阀依次打开预阀和高阀，恢复真空达到6.0‑6.5E‑3Pa；在真空室内对增透膜基体进行加热，并对真空室进行气流控制，将用于涂膜层的氧化锆、二氧化硅和二氧化钛分别放入镀膜机的三个坩埚内，开始蒸发镀膜，镀膜完成后保温；最后关闭镀膜机和设备电源，等待12‑16小时后取出零件；本发明最终满足光学系统冷反射的要求、能够长期经受恶劣环境的考验、经受盐雾试验、霉菌试验的环境腐蚀后，使用脱脂棉擦拭，光学窗口及外观符合要求。

摘要： 本实用新型提供了一种防止光学窗口结霜的吹扫装置及带有吹扫装置的光学窗口，解决现有高低温试验箱的光学窗口易结霜，将窗口设计为中空圆柱体，存在成本较高、窗口需进行再抽真空浪费人力成本的问题。该吹扫装置包括弧形本体以及设置在弧形本体内的弧形空腔，弧形本体的侧壁或外表面上开设有至少一个进气口，弧形本体的内表面上沿周向设置有多个出气口，所述进气口、出气口均与弧形空腔相连通，所述出气口的出气方向向弧形本体一侧倾斜设置，且朝向待吹扫光学窗口表面。光学窗口包括光学窗口本体和设置在光学窗口本体侧面的上述防止光学窗口结霜的吹扫装置。