介绍了Q-type新型非球面多项式算法及其相比于传统非球面多项式在加工、制造方面的优势.引入超短焦全景镜头焦距与分辨率的关系,利用Q-type非球面技术,设计了一款焦距0.657mm,焦距像高比≤0.184的全景镜头.该镜头由7组8片透镜组成,包含4面非球面透镜.设计结果表明在空间频率为227 lp/mm处,调制传递函数值大于0.3,接近衍射极限；在垂直半视场角45°～90°的环景边缘区域,图像角分辨率达到了1.163 7 mm/(°),使得环景展开后有较高分辨率,表明Q-type非球面技术在超短焦全景镜头设计中有一定优越性.

设计了一种前置超光谱成像变焦系统,其工作谱段在400～1 000 nm,F数为3.5～5.6,在焦距28 mm和80 mm处的全视场分别为7.88°和2.76°.前置超光谱成像变焦系统与传统变焦系统主要有两点不同第一、由于该超光谱系统应用声光可调滤光器元件分光,更加关心分光后各个谱段下系统的整体传函情况,所以需要进行逐一离散评价；第二、由于实际应用中前置系统与后续成像模块综合应用达到总体变焦的目的,两个系统的传函在系统整体传函中均具有一定的贡献量,所以对前置超光谱成像变焦系统的评价需要综合考虑系统对后续成像模块传函要求的合理化及整体传函受人眼视觉阈约束的影响,从而对前置超光谱变焦系统的像质评价指标进行了具体分析.根据物像交换原则对系统的初始结构进行了计算,并应用ZEMAX软件对系统进行了优化设计,设计结果表明,系统在各个焦距位置...

光栅作为小型光谱仪器分光系统的核心,采用不同种类的光栅制作分光仪器时其结构形式也不尽相同。文中为设计一个工作波段在340～800nm,分辨率优于15nm,谱面长度28.71mm的比色仪光学系统,通过对比常见光谱仪结构的优缺点,选择平场凹面光栅作为最终的结构形式,采用长波通滤光片实现对二级光谱重叠的消除,并对比色仪光源系统进行设计,平场凹面光栅光学系统分辨率优于10nm,全系统大小约为190mm×15mm×60mm的光学装置,平场凹面光栅采用市场现有的光栅。不仅满足设计要求,而且元件较少,有利于装调和批量化生产。

限于常规波长定标的局限性,构建了高分辨率紫外-可见成像光谱仪波长定标装置。该系统主要由具有高稳定性的300W氙灯系统、前置施瓦兹型聚光镜、高光谱分辨力的中阶梯光栅单色仪以及后置光学系统组成。利用ZEMAX光学设计软件,对该中阶梯光栅单色仪光学系统进行了优化设计。对设计结果进行了分析,设计结果表明,所设计的高分辨率紫外-可见成像光谱仪波长定标装置满足设计指标要求,扫描光谱范围270～500nm,光谱分辨力小于0.05nm,波长精度小于0.05nm。

根据轴对称光学系统中的消像散条件探讨了共形整流罩结构中消像散万向节点位置的存在性．在此基础上，对共形光学系统中消像差万向节点位置进行了理论推导．软件分析结果表明，轴对称光学系统消像差条件对于共形光学系统的设计仍有良好的指导意义，由此得到的“消像差”共形光学系统的残余像差已处于实际成像系统的像差校正能力范围之内．

设计了一种宽谱段前置光孔远心光学系统，其孔径光阑位于透镜组的焦面上，该设计集宽谱段自动复消色差、长工作距、前置光孔及远心等特点于一体．讨论了这样一种特殊光组的设计．选用国产牌号的光学玻璃配对，价格低廉且在校正色差后，自动校正宽谱段二级光谱，并实现了透镜组两侧同时具有长工作距．设计结果表明，光学系统的残余二级光谱很容易控制在千分之一焦距以内，波面平行差小于0．00022弧度．

分析了大气临边成像光谱探测的原理,依据应用要求设计研制了光栅色散型紫外/可见临边成像光谱仪原理样机。该样机采用宽波段折射式消色差前置望远光学系统与改进的Czerny-Turner光谱成像系统匹配的结构形式,工作波段为540～800nm（一级光谱）和270～400nm（二级光谱）,通过切换紫外、可见带通滤光片来实现两个波段分别探测,质量为8kg,体积为450mm×250mm×200mm。用该样机进行了实验室光谱实验,并对光谱分辨率进行了分析,测量了该样机的实际光谱分辨率。测量结果表明,该样机的实际光谱分辨率为1.3nm,接近其理论光谱分辨率1.12nm,满足设计指标1.4nm的要求,并具有体积小、质量轻等特点,适合空间遥感应用。

通过投影系统将编码图片投射到物体的表面,然后再用CCD接收被测物体表面调制的图形,从而得到物体三维信息。文章叙述了投影系统的原理和结构,并对投影系统进行了外形尺寸计算,利用光学设计软件对聚光镜、投影物镜进行了优化,得到了一个较为理想的、满足视觉传感精度的投影系统,且成本低及成像质量好,有较高的实用价值。

本文根据临床眼底检查要求,在传统直接检眼镜和眼底照相机基础上,针对便携式数字检眼镜的光学系统进行了优化设计。在照明系统中采用中空反射镜形成环形照明光源,避免了角膜反射光和杂散光。在成像系统设计上,运用ZEMAX软件对成像系统进行设计优化,成像物镜全部用球面,提高了系统的性价比。通过补偿镜设计,保证了不同屈光能力的眼睛的眼底图像能够通过CCD成像系统传入液晶显示模块,可进行相应的显示、存储,并可上传PC机,进行后期图象数据处理。

论述了衍射光学元件的消热差和消色差的温度特性及设计方法，根据折射和衍射光学元件固有特性，设计采用320×256凝视焦平面阵列探测器，工作在中波3—5μm，视场范围为8°×6°的红外系统，该系统使用硅和锗两种红外光学材料。实现了在-40-60℃温度范围内消热差和消色差，像质优良。此系统具有成像质量高、体积小、重量轻、工作温度范围宽的特点，使得折／衍混合光学元件在机载红外成像系统中得到成功应用。