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[发明专利]单点金刚石车削刀痕衍射对像质影响的估算方法-CN202310523790.0在审
发明人：张新;叶昊坤;史广维;谭双龙;赵尚男 -专利权人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
申请日： 2023-05-10 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： G01M11/02 文献下载
摘要：本申请涉及单点金刚石车削技术领域，具体为一种单点金刚石车削刀痕衍射对像质影响的估算方法，包括以下步骤：设计光学系统并在所述光学系统中将含有刀痕衍射表面建模为相位衍射环形光栅；计算光线通过所述光学系统后到达像面的振幅扩散函数；对同一波长下的所述振幅扩散函数分别计算不同衍射级次的衍射效率，并将振幅扩散函数归一化到相应级次衍射效率后叠加；基于不同的所述波长的振幅扩散函数计算复色强度扩散函数；基于所述复色强度扩散函数，获得像质下降后的调制传递函数，有效综合评价设计指标，降低加工测试成本，缩短生产周期。
单点金刚石车削刀痕衍射影响估算方法

[发明专利]一种大口径反射镜单点金刚石车削加工制造装置和方法-CN202111598437.6有效
发明人：谭双龙;张新;王灵杰;付强;史广维;刘洋;张建萍;胡铭钰;闫磊;赵尚男;刘铭鑫 -专利权人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
申请日： 2021-12-24 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： B23B1/00 文献下载
摘要：一种大口径反射镜单点金刚石车削加工制造装置，包括径向支撑装置、椭圆形反射镜和轴向支撑装置，所述轴向支撑装置设置在所述椭圆反射镜背部，与所述椭圆反射镜通过轴向支撑与反射镜连接孔连接，所述径向支撑装置与所述轴向支撑装置通过轴向支撑与径向支撑连接孔连接。本申请的加工装置仅利用轴向和径向两个工艺装置，即可完成反射镜轴向和径向的多维自由度定位，并且可精确调整单点金刚石主轴旋转的转动惯量，装置简单并且调整精度高。制造成本低，效率高。
一种口径反射单点金刚石车削加工制造装置方法

[发明专利]二维大视场离轴反射式光学系统及调整方法-CN202310484968.5在审
发明人：王灵杰;张新;赵尚男;张建萍;于亚琼 -专利权人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
申请日： 2023-04-28 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： G02B17/06 文献下载
摘要：本发明涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种二维大视场离轴反射式光学系统及调整方法。本发明提供的光学系统包括第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜以及像面；第一反射镜形成有第一子反射曲面和第二子反射曲面，像面包括第一子像面和第二子像面；子午方向视场角离散化为第一子视场单元和第二子视场单元。本发明提供的光学系统采用曲面分解的方法，增加了系统优化设计的自由度，补偿和校正系统离轴像差；通过对结构轮廓和面型进行约束，增加系统集成性，降低装调难度；上述光学系统满足长焦距二维大视场成像，成像质量较好。
二维视场反射光学系统调整方法

[发明专利]光学系统公差分析方法-CN202111553622.3有效
发明人：吴洪波;张新;张建萍;王灵杰;史广维;赵尚男;付强 -专利权人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
申请日： 2021-12-17 - 公布日： 2023-06-20 - 主分类号： G02B27/00 文献下载
摘要：本发明提供一种光学系统公差分析方法，包括以下步骤：S1、计算光学系统的PSF椭率；S2、根据PSF椭率对公差灵敏度进行分析，并完成公差分配；S3、生成M个含公差的光学系统随机样本；S4、分别计算每个随机样本中N个特征视场的PSF椭率，获得M×N个PSF椭率的计算结果；S5、对M个样本通过统计方法计算N个视场的PSF椭率的变化量；S6、根据所述PSF椭率的变化量对成像稳定性公差进行评价。本发明构建的基于PSF椭率样本统计的公差分配评价方法，实现了基于PSF椭率的光学系统公差分析和分配，提高了光学系统公差分配精度和准确性。
光学系统公差分析方法

[发明专利]光机一体化反射镜组件及其制造方法-CN202111619133.3有效
发明人：张新;闫磊;王灵杰;付强;谭双龙;史广维;刘铭鑫;赵尚男 -专利权人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
申请日： 2021-12-28 - 公布日： 2023-06-16 - 主分类号： G02B5/08 文献下载
摘要：本发明提供一种光机一体化反射镜组件及其制造方法。该光机一体化反射镜组件包括一体化设置的反射镜镜面、反射镜基体和反射镜背板，反射镜基体对置的两侧分别为反射镜镜面和反射镜背板。反射镜背板由多个呈放射状的径向分布的镂空支撑骨架构成，相邻的两个支撑骨架的延伸端通过连接板相互连接。本发明基于拓扑优化方法和增材制造手段进行一体式设计，解决现有反射镜及其背板单独设计、单独装配带来的零件数量多、连接过程容易引入外力、装调费事、结构轻量化率不高等诸多问题，通过系列微尺寸结构、柔性隔离槽、基于桁架理念的镂空背板结构等手段，实现反射镜组件超轻、等刚度以及一体设计。
一体化反射组件及其制造方法

[发明专利]可见光-中波红外无焦光学系统-CN202111555783.6有效
发明人：张建萍;张新;史广维;赵尚男 -专利权人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
申请日： 2021-12-17 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： G02B17/08 文献下载
摘要：本发明提供一种可见光‑中波红外无焦光学系统，包括：反射式物镜组和透射式目镜组；反射式物镜组包括第一反射镜和第二反射镜；透射式目镜组包括场镜组和准直镜组；第一反射镜设置中心孔；第二反射镜放在第一反射镜的前方，与第一反射镜构成卡塞格林结构；场镜组放置在第一反射镜的中央，准直镜组放置在场镜组的后方；场镜组和准直镜组由透镜组成；光束经过第一反射镜和第二反射镜的两次反射后进入场镜组，场镜组用于缩小光束范围，使缩小范围的光束进入准直镜组，经准直镜组折射后以平行光出射。本发明实现了大口径、多波段、共口径成像，结构紧凑，适装性好；具有成像质量好，传递函数高，畸变小等优点。
可见光中波红外光学系统

[发明专利]光学系统正交优化模型的构建及优化方法-CN202211734311.1在审
发明人： 赵尚男;张新;王灵杰;张纪鹏 -专利权人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
申请日： 2022-12-30 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： G02B27/00 文献下载
摘要：本发明提供一种光学系统正交优化模型的构建及优化方法，其中的构建方法包括以下步骤：S1、建立光学系统的初始评价函数；S2、当光学系统中的变量产生的变化步长为△x时，则初始评价函数的项即像差是自变量的线性函数，得到优化近似模型；S3、通过QR分解法对Jacobian矩阵A进行正交分解，对优化近似模型进行进一步优化；S4、通过正交变换和等价变换，得到最终评价函数同时，本发明还提供了一种基于该正交优化模型的优化方法，该算法通过将像差和变量的线性近似模型进行正交分解，构造出正交变量和正交像差系数，减小表现为线性的像差，并使用更精细的措施来减小非线性像差，进而提升优化的收敛精度和收敛速度。
光学系统正交优化模型构建方法

[发明专利]一种二维大视场成像平面对称自由曲面光学系统-CN202111622392.1有效
发明人：王灵杰;张新;吴洪波;赵尚男 -专利权人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
申请日： 2021-12-28 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： G02B17/06 文献下载
摘要：本发明提供了一种二维大视场成像平面对称自由曲面光学系统，涉及光学技术领域，沿光路方向依次设置第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜和探测器像面，还设置有孔径光阑，孔径光阑位置与所述第二反射镜的位置重合；经所述第一反射镜反射后入射至第二反射镜，经过第二反射镜反射后入射至第三反射镜，经过第三反射镜反射后入射至第四反射镜，经过第四反射镜反射后入射至探测器像面成像。本发明的光学系统采用四块平面对称的自由曲面反射镜，按照光焦度负‑正‑正‑正的分配方式进行布置，反射镜的倾斜角度符合消像散的要求，实现了在18°×9°二维视场内近衍射限成像，系统设计可以分别在3～5μm红外波段实现畸变校正，成像质量接近衍射极限。
一种二维视场成像平面对称自由曲面光学系统

[发明专利]超透镜-光栅结构及其设计方法-CN202211474280.0在审
发明人： 赵尚男;胡金高娃;王灵杰;张新;张斯特 -专利权人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
申请日： 2022-11-23 - 公布日： 2023-02-24 - 主分类号： G02B3/02 文献下载
摘要：本发明提供一种超透镜‑光栅结构及其设计方法，其中超透镜‑光栅结构是将超透镜和一维光栅进行耦合，通过将所述超透镜和所述一维光栅分别加工在透明基底的前表面和后表面，进而得到具有分色和聚焦功能的超透镜‑光栅结构。光源发出光束入射至准直镜，经过准直镜的准直后变为平行光束垂直入射至超透镜‑光栅结构；超透镜‑光栅结构包括超透镜和一维光栅；通过将超透镜和一维光栅分别加工在基底的前表面和后表面，进而得到具有分色和聚焦功能的超透镜‑光栅结构；平行光束经过超透镜‑光栅结构的分色和聚焦后在探测器上得到光谱分布。通过将本发明提供的超透镜‑光栅结构应用在光谱仪装置中，降低了光谱仪系统的尺寸重量，提高了光谱分辨率。
透镜光栅结构及其设计方法

[发明专利]光学优化中的阻尼因子更新方法-CN202211203099.6在审
发明人：张新;赵尚男;王灵杰 -专利权人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
申请日： 2022-09-29 - 公布日： 2023-01-13 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明提供一种光学优化中的阻尼因子更新方法，包括以下步骤：预处理步骤S0、设置初始值：设置初始阻尼因子D0，收缩因子s、放大因子a和最大缩放次数t_max；S1、根据初始结构参数变量x0计算初始评价函数S2、通过所述收缩因子s对所述初始阻尼因子D0进行s_t次收缩得到次优阻尼因子Dc和评价函数S3、若所述评价函数大于或等于所述初始评价函数则通过所述放大因子a对所述次优阻尼因子Dc进行a_t次放大得到优选阻尼因子Dy。本发明通过对阻尼因子进行不断更新，可提升阻尼最小二乘法的鲁棒性，并且可在评价函数平稳收敛的同时提升优化的效率。
光学优化中的阻尼因子更新方法

[发明专利]成像光学系统的光瞳位置精准确定方法-CN202211155239.7在审
发明人：王灵杰;黄禹淇;张新;于亚琼;赵尚男 -专利权人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
申请日： 2022-09-22 - 公布日： 2022-12-16 - 主分类号： G02B27/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种成像光学系统的光瞳位置精准确定方法，包括：获取成像光学系统各个视场的主光线信息；根据获取的参考视场和其他视场的主光线信息，求解参考视场和其他视场主光线之间最短距离，以获得光瞳位置；根据获得的光瞳位置，建立虚拟参考球面方程，以得到虚拟追踪下光线与出瞳面上的交点；根据得到的虚拟追踪下光线与出瞳面上的交点，输出光瞳面信息，从而得到成像光学系统的光瞳位置。本申请能够精准确定成像光学系统的光瞳位置，能够提升成像光学系统的光瞳位置的计算精度和适用性。
成像光学系统位置精准确定方法

[发明专利]光学系统最佳焦面位置的确定方法-CN202211212884.8在审
发明人：王灵杰;于亚琼;张新;张纪鹏;赵尚男 -专利权人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
申请日： 2022-09-30 - 公布日： 2022-12-02 - 主分类号： G02B27/00 文献下载
摘要：本发明提供一种光学系统最佳焦面位置的确定方法，包括以下步骤：S1、构建当光学系统像面引入倾斜量和离焦量时的波像差模型；S2、根据光学系统焦深δ设定光学系统像面离焦量的截断误差δ0；S3、计算光学系统波像差方差并建立光学系统波像差均方根值的数学模型；S4、构建光学系统关于波像差方差一阶偏导数等于零的方程组并计算像面离焦量δz；S5、根据像面离焦量δz计算光学系统的最佳焦面位置。本发明通过引入波长权重和视场权重，将像面离焦量与系统不同波长和视场的成像质量建立加权函数关系，使本发明确定的像面的像质更能综合反映成像系统像差特性，进而提升成像系统像质。
光学系统最佳位置确定方法

[发明专利]折反射式无焦光学系统-CN202111621468.9在审
发明人：史广维;张新;赵尚男 -专利权人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
申请日： 2021-12-28 - 公布日： 2022-03-25 - 主分类号： G02B17/08 文献下载
摘要：本发明提供一种折反射式无焦光学系统，包括：第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜和第四反射镜。第三反射镜的后方依次设置有场镜和准直镜组。光束经过第一反射镜和第二反射镜的两次反射后，穿过第四反射镜的中心孔，光束经过第三反射镜和第四反射镜的两次反射后进入场镜，光束经过场镜的折射后缩小光束范围，缩小范围的光束进入准直镜组，经过准直镜组的折射后变为平行光出射。本发明同时适用于可见光和中波红外波段，成像质量在两个波段均接近衍射极限。本发明提供的光学系统具有多波段、共口径；结构紧凑、适装性好；成像质量好，畸变小等优点。
反射式无焦光学系统

[发明专利]红外光电系统的非均匀性校正系数获取方法及校正方法-CN201811597427.9有效
发明人：张新;刘洋;付强;史广维;赵尚男 -专利权人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
申请日： 2018-12-26 - 公布日： 2021-09-17 - 主分类号： G01J5/52 文献下载
摘要：本发明公开了一种红外光电系统的非均匀性校正系数获取方法及校正方法。所述方法包括如下步骤：S1、在所述红外光电系统的温度稳定在第一温度时，对黑体辐射源和所述红外光电系统的自带辐射源分别采集图像，进行两点校正，计算各像元的两点校正系数；S2、将所述自带辐射源放置在所述红外光电系统的光学系统光路中间采集图像，进行单点校正，计算各像元的单点校正系数；S3、根据校正系数进行校正，输出校正后的响应值。采用上述方法获得校正系数进行非均匀性校正能够解决两点校正与单点校正的辐射源位于系统光路不同位置时，单点校正引入非均匀性的问题，增大了校正动态范围，改善了红外光电系统焦平面的非均匀性。
红外光电系统均匀校正系数获取方法

[发明专利]一种多波段共焦面红外光学成像系统-CN201911335559.9有效
发明人：史广维;张新;赵尚男;付强 -专利权人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
申请日： 2019-12-23 - 公布日： 2021-08-20 - 主分类号： G02B17/08 文献下载
摘要：本发明提供了一种多波段共焦面红外光学成像系统，涉及红外探测技术领域。本发明的多波段共焦面红外光学成像系统，所有光学元件布置在同一光轴上，自物方到像方沿光轴依次排列为反射镜组、透镜组和红外探测器，光束经所述主镜反射后入射到次镜上，由次镜反射聚焦成像在第一像面上，透镜组将第一像面上的目标转像，聚焦到第二像面上，第二像面与焦平面阵列重合；光学成像系统的光谱透过范围为2.5μm～9.5μm，可对短波红外、中波红外、长波红外同时成像。本发明的多波段共焦面红外光学成像系统避免了传统两个以上的红外光学成像系统采用分光元件导致的能量损失，优化了系统结构，且使成像质量接近衍射极限，性能稳定。
一种波段共焦面红外光学成像系统

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