刑侦日盲紫外折衍混合变焦光学系统设计

朱海宇; 马军; 张鸿佳; 王文生

doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.02.021

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ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

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刑侦日盲紫外折衍混合变焦光学系统设计

朱海宇 , 马军 , 张鸿佳 , 王文生

文章导航 > 激光技术 > 2015 > 39(2): 242-246

引用本文:

Citation:

刑侦日盲紫外折衍混合变焦光学系统设计

1.
长春理工大学光电工程学院, 长春 130022;
2.
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130033

作者简介: 朱海宇(1989-),女,硕士研究生,主要从事光学设计方面的研究。.

通讯作者: 王文生, wwsciom@163.com

基金项目:
总装备部预研局十二五基金资助项目
中图分类号: TN23

Design of solar blind ultraviolet refractive/diffractive zoom lens used in criminal investigation

1.
Photoelectric Engineering College, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, China;
2.
Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033, China

Corresponding author: WANG Wensheng, wwsciom@163.com

CLC number: TN23

摘要: 为了满足刑侦过程中紫外光学系统远距离搜索、近距离拍照的需求,采用二元衍射元件和非球面元件,设计了一种日盲紫外机械补偿变焦光学系统,其中焦距为40mm~80mm,F数为4,工作波段为0.24μm~ 0.28μm。选用S8844-0909型2.54cm紫外CCD,像元尺寸为24μm×24μm,对应视场角为6°~12°。系统由7块透镜组成,结构简单、体积小巧。结果表明,在整个变焦范围内,后截距10mm处,截止空间频率21cycles/mm时,各视场的光学调制传递函数均在0.7以上,接近衍射受限曲线,畸变小于5%,像质优良,像面稳定。该设计能满足光学系统的总体设计要求。
- 光学设计 /
- 日盲紫外变焦光学系统 /
- 二元光学 /
- 非球面
Abstract: In order to search at long distance and take photos at short distance in criminal investigation, a mechanical-compensation solar blind ultraviolet zoom lens system was designed with binary diffractive elements and aspherical elements. Its zooming region was 40mm~80mm with F number of 4, operating at 0.24μm~ 0.28μm wavelength. The 2.54cm S8844-0909 ultraviolet CCD was selected as a sensor with pixel size of 24μm×24μm and corresponding field of view of 6°~12°. The optical system was composed of seven lenses with simple structure and small size. The results show that in full zooming range, MTF over all fields of view is above 0.7 at back focus length of 10mm and cut off frequency of 21cycles/mm, close to the diffraction-limited curve. The distortion is less than 5%. The zoom lens system has good image quality and stable image plane, and meets the overall design requirements of the optical system.
- optical design /
- solar blind ultraviolet zoom lens /
- binary optics /
- aspherical surface

[1]	YANG J. The application and development of UV detection technology [J].Optoelectronic Technology, 2011,31(4):274-278(in Chinese).
[2]	ZHANG T T. Research on with ultraviolet laser fingerprint identification system[D].Changchun: Changchun University of Science and Technology,2008:1-38(in Chinese).
[3]	JIAN Zh Q. Infrared ultraviolet camera: China,CN02222816.0[P].2002-05-30(in Chinese).
[4]	WAN J G, PANG Q C, LUO X D, et al. UV digital camera:Chi- na,CN201293905Y[P].2009-08-19(in Chinese).
[5]	JIN G P, PANG Q C. Ultraviolet imaging detection technology[J].Acta Photonica Sinica,2003,32(3):294-297(in Chinese).
[6]	TANG C W, TAO X L, ZHU R T. A kind of UV lens:China,CN201020563108.9[P].2010-10-15(in Chinese).
[7]	BEIJING UNIVERSITY of SCIENCE and TECHNOLOGY. UV zoom imaging optical system: China,CN 201210080196.0 [P].2012-03-23(in Chinese).
[8]	LI Zh. Optical system design of uncooled infrared zoom lens[D]. Changchun: Changchun University of Science and Technology,2012:6-15(in Chinese).
[9]	YU Y H, WANG W Sh. Optical design of diffractive refractive hybrid ultraviolet warning systems [J].Laser Technology,2012,36(3):421-423(in Chinese).
[10]	WANG W Sh. Applied optics[M].Wuhan: Huazhong University of Science And Technology Press,2010:199-201(in Chinese).
[11]	SONG Sh Sh, LIN L A, WANG W Sh. Design of solar blind ultraviolet warning optical system[J].Laser & Optoelectronics Progress,2013(10):1022031(in Chinese).
[12]	LIANG Sh T,YANG J F,LI X J, et al. Use of BOL in long focal-wide bands optical system[J].Laser & Infrared,2008,38(12):1252-1254(in Chinese).
[13]	XU L,ZHANG G Y,GAO Y J, et al. Design of 8×uncooled thermal infrared hybrid refractive-diffractive continuous-zoom lense[J].Acta Optica Sinica,2009,29(2):478-481(in Chinese).
[14]	CHENG K, ZHOU S Zh, ZHANG H J. Design of short focal length zoom lens[J]. Acta Photonica Sinica,2005,34(12):1825-1828(in Chinese).
[15]	GAO T Y, HOU Zh Y. Comparison and research of zoom curve fitting methods [J]. Acta Photonica Sinica,2013,42(1):94-97(in Chinese).

[1]	于远航 , 王文生 . 折衍混合紫外告警光学系统设计. 激光技术, 2012, 36(3): 421-423,427.
[2]	陈壮壮 , 朱标 , 宫明艳 , 翟从鸿 , 朱向冰 . 沉浸式头戴显示器光学系统设计. 激光技术, 2021, 45(4): 470-474. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.04.010
[3]	李鹏飞 , 朱向冰 , 陈壮壮 . 轻小型头戴显示器的光学设计. 激光技术, 2021, 45(2): 202-207. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.02.013
[4]	庄亚宝 , 朱向冰 , 刘杰 , 李鹏飞 . 大视场虚拟现实头戴显示器光学结构设计. 激光技术, 2022, 46(4): 486-491. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2022.04.008
[5]	殷功杰 , 薛鸣球 . 二元光学衍射透镜波象差分析. 激光技术, 1997, 21(1): 38-43.
[6]	张中华 , 陈建新 , 王骐 , 铁艳霞 , 尚铁良 . 二元光学技术在激光成像雷达扫描器上的应用. 激光技术, 2001, 25(2): 126-129.
[7]	袁惠 , 周进 , 谈苏庆 . 计算层析成像光谱仪中二元光学元件的研究. 激光技术, 2001, 25(2): 112-115.
[8]	田静怡 , 巩马理 , 闫平 , 崔瑞桢 , 韦宁 . 0.85数值孔径双非球面单片物镜的设计. 激光技术, 2005, 29(2): 116-118.
[9]	孙浩 , 唐勇 , 李京展 , 贾天祥 , 杨铭 , 张远健 , 柴利飞 , 陈宝莹 . 硬盘盘片表面疵病检测装置的光学系统设计. 激光技术, 2012, 36(1): 118-119,123. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.01.030
[10]	王诗昊 , 向阳 , 申屠功伟 . 外鼓式热敏CTP制版机光学系统设计. 激光技术, 2023, 47(1): 98-102. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.01.015
[11]	豆修浔 , 朱佳巍 , 丁桂林 . 手机镜头的光学系统设计及杂散光模拟. 激光技术, 2016, 40(4): 500-505. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.04.010
[12]	马拥华 , 马建军 . 一种收发隔离光学系统的设计. 激光技术, 2018, 42(1): 117-120. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.01.023
[13]	谢洪波 , 宫仁敏 , 韩凛 , 于洪朗 , 张振华 . 一种便携式激光多普勒测速光学系统的设计. 激光技术, 2011, 35(1): 109-111. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.01.030
[14]	李成江 . 激光聚光系统中激光光学与几何光学设计参数间的差异研究. 激光技术, 1994, 18(5): 277-280.
[15]	蒋佳佳 , 沈法华 , 周慧 , 杨亮亮 , 仇成群 , 徐华 . 测风激光雷达双棱镜2维扫描系统的光学设计. 激光技术, 2023, 47(3): 425-431. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.03.022
[16]	彭涛 , 陶刚 , 姜勇 , 周鼎富 . 激光测风雷达折射式收发同轴光学天线设计. 激光技术, 2017, 41(5): 684-687. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.05.013
[17]	董泽俊 , 杨昊东 , 朱志武 . 基于光学材料阈值测量时激光对焦方法研究. 激光技术, 2013, 37(5): 668-671. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.05.023
[18]	张斌 , 马力 , 王鸣 , 贺安之 . 使用双波带板径向剪切干涉仪检测非球面透镜. 激光技术, 2007, 31(1): 37-40,46.
[19]	袁文峰 . 单个椭球面扩束透镜的设计研究. 激光技术, 2016, 40(4): 560-564. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.04.022
[20]	钱立勇 , 朱向冰 , 崔海田 , 王元航 . 微型投影系统光路设计. 激光技术, 2018, 42(3): 385-389. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.03.018

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刑侦日盲紫外折衍混合变焦光学系统设计

通讯作者: 王文生, wwsciom@163.com

作者简介: 朱海宇(1989-),女,硕士研究生,主要从事光学设计方面的研究。

1. 长春理工大学光电工程学院, 长春 130022;
2. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130033

收稿日期: 2014-05-13
录用日期: 2014-05-16
网络出版日期: 2015-03-25

基金项目: 总装备部预研局十二五基金资助项目

关键词:

摘要: 为了满足刑侦过程中紫外光学系统远距离搜索、近距离拍照的需求,采用二元衍射元件和非球面元件,设计了一种日盲紫外机械补偿变焦光学系统,其中焦距为40mm~80mm,F数为4,工作波段为0.24μm~ 0.28μm。选用S8844-0909型2.54cm紫外CCD,像元尺寸为24μm×24μm,对应视场角为6°~12°。系统由7块透镜组成,结构简单、体积小巧。结果表明,在整个变焦范围内,后截距10mm处,截止空间频率21cycles/mm时,各视场的光学调制传递函数均在0.7以上,接近衍射受限曲线,畸变小于5%,像质优良,像面稳定。该设计能满足光学系统的总体设计要求。