张慧娟
- 作品数：13 被引量：99H指数：7
- 供职机构：天津大学理学院物理系更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点实验室开放基金教育部科学技术研究重点项目更多>>
- 相关领域：机械工程理学电子电信更多>>
- 折-衍混合超广角视场目镜系统的设计被引量：13
- 2003年
- 在传统的超广角 (70°)赛得莫尔 (Scidmore)目镜的基础上 ,设计了两个折衍混合 70°视场的目镜。其中一个混合系统含有两个折衍单透镜 ,另一个含有一个折衍单透镜。所设计的混合系统与赛得莫尔目镜进行了像差和结构的比较 ,表明折衍混合目镜系统不仅在诸如垂轴像差、垂轴色差、平均场曲等光学性能方面优于传统的赛得莫尔目镜系统 ,而且在尺寸和重量上有非常显著的减少。最后讨论了衍射面的结构参量。
- 张慧娟王肇圻傅汝廉母国光卢振武
- 关键词：光学设计
- 广角70°视场折/衍混杂目镜设计被引量：5
- 2002年
- 以传统 4片 70°视场蔡司目镜为基础 ,用折 /衍混杂单透镜代替系统中的双胶合透镜 ,给出了衍射面分别位于单透镜两面不同位置时的折 /衍混杂目镜系统。结果表明 ,所设计的折 /衍混杂系统优于传统蔡司目镜 ;垂轴色差降低了 1个数量级 ,像散降低了 34% ,垂轴像差对于 0°、4 9°和 70°视场分别降低了30 %、16 %和 2 0 % ;系统的重量和尺寸有了很大的改善 ,分别降低了 5 7%和 10 % ,该折 /衍混杂目镜满足现代化广角
- 张慧娟王肇圻张春书母国光卢振武
- 关键词：广角目镜
- 基于衍射面的双目投影头盔光学系统设计被引量：2
- 2007年
- 为满足双目头盔显示器对大视场的要求,对它进行了改进。设计了以微液晶显示器为图像源,有效焦距为35mm,出瞳距离为23mm,出瞳直径为12mm,视场角为40°的头盔投影显示器。该系统由一组双高斯透镜,一个半透半反镜和一个回射屏组成。回射屏的使用使双目设计的视场有效提高,畸变明显降低;衍射面的引入,使系统在尺寸和重量上有明显的减少,像质进一步提高。该系统投影镜头部分重量仅为6.8g,最大镜头直径为16.8mm,完全满足双目设计的要求。目视系统中需重点校正的像散和垂轴色差的最大值分别为0.32mm和13.1μm,最大畸变不足0.1%。选用分辨率为1024×768、像素尺寸为25μm的图像源,系统分辨率满足图像源的要求。
- 林琳张慧娟谢振东唐中帜刘迎孙强
- 关键词：应用光学
- 折/衍混合增强现实头盔显示器光学系统设计被引量：16
- 2004年
- 利用衍射光学元件独有的负色散性质和可实现光波面任意相位调制的特点 ,在光学系统中引入衍射面 ,设计了出瞳距离为 2 6mm ,出瞳直径为 12mm ,视场角为 2 0°(H)× 15 .4°(V)的用于增强现实的折 /衍混合穿透式双通道头盔显示器的光学系统。设计的系统内、外两个光通道的光能量利用率分别达到 1/4和 1/2。系统分辨力适合采用分辨率为 80 0× 6 0 0、像元尺寸为 33μm的图像源。设计结果 ,系统镜头直径小于 4 6mm ,满足用于双目显示的要求。设计结果表明 ,该系统不仅在结构上满足使用者因素的要求 ,而且成像质量接近衍射极限 ,具有很高的分辨率 ,色差和畸变非常小。设计结果完全满足用于增强现实的要求。
- 张慧娟王肇圻赵秋玲李凤友曹召良陈波卢振武
- 关键词：衍射光学元件光学设计视场角色差
- 折/衍混合单透镜在目镜中的应用研究被引量：21
- 2003年
- 以传统凯涅尔目镜为基础 ,采用ZEMAX软件 ,设计了衍射面位于目镜系统中不同位置时的折 衍混合目镜系统。所有系统均仅采用最普遍的K9玻璃。设计结果与传统凯涅尔目镜的光学性能进行了分析和比较。结果表明折 衍混合目镜系统在校正目镜的像差 ,例如像散、垂轴色差、垂轴像差、轴向像差和轴向色差等方面优于传统的凯涅尔目镜。选择合适的衍射面位置 ,可以同时获得符合要求的畸变。衍射面的引入 ,极大地减小了系统的重量和尺寸。
- 张慧娟王肇圻李凤友陈波卢振武母国光
- 关键词：光学设计目镜光学成像
- 二维抗反射亚波长周期结构光栅的设计分析被引量：21
- 2002年
- 利用严格耦合波理论(RCWA)和等效介质理论(EMT)研究了二维抗反射亚波长周期结构光栅的设计问题。以立方体和柱状单台阶网格光栅和金字塔形及圆锥形多台阶光栅为例,主要研究了占空比和表面面形对反射率的影响。通过计算发现,当光栅周期足够小的时候,光栅面形对反射率没有影响,同时占空比严重影响着光栅的特性,这对设计制造抗反射光栅非常有用。同时也研究了等效介质理论的适用性。
- 曹召良卢振武李凤友张慧娟孙强
- 关键词：光栅抗反射亚波长占空比反射率
- 采用回射屏的折/衍射头盔投影显示器设计被引量：5
- 2006年
- 设计了有效焦距为35 mm,出瞳距离为23 mm,出瞳直径为12 mm,视场角为50°的透视式头盔投影显示器。该系统由一组双高斯透镜,一个半透半反镜和一个回射屏组成。回射屏的使用使双目设计的视场有效提高,畸变明显降低;二元面的引入,使系统在尺寸和重量上有明显的减少,像质进一步提高。该系统投影镜头部分重量仅为10.8 g,最大镜头直径为23.6 mm,完全满足双目设计的要求。目视系统中需重点校正的像散和垂轴色差的最大值分别为0.12 mm和7.89μm,最大畸变<0.5%。系统最小角分辨率为0.46 mrad,小于人眼的最小角分辨率,解决了普通透视式头盔显示器双目设计时宽视场实现难的问题。
- 刘迎林琳张慧娟
- 关键词：光学设计
- 折/衍混合微光夜视头盔显示器光学系统设计被引量：17
- 2004年
- 设计了穿透式双通道单目微光夜视头盔的光学系统。其中微光物镜视场角为± 14°,f数为 1.4 ,含有一个衍射面。设计结果可兼容输入面尺寸为18mm ,面型为平面的二代和三代微光像增强器 ;最大畸变小于 0 .5 % ,可用于夜间精确瞄准与测量。考虑黑暗环境使用的安全问题 ,显示系统采用穿透式双通道单目光学系统 ,实现内部图像和外部真实世界的同时观察。显示系统的特性参量为 :出瞳尺寸为 15mm (H)× 10mm (V)、视场为[± 14°(H) ]× [± 10° (V) ]、出瞳距离为 2 5mm。采用全息组合器大大提高能量利用率。设计结果系统角分辨力为0 .6mrad ,最大畸变为 3%。显示系统结构紧凑 ,可与输出面尺寸为18mm的图像源相连。
- 张慧娟王肇圻卢振武
- 关键词：应用光学光学设计微光夜视头盔显示器
- 用于微电子硅芯片液晶显示的反射式中继目视系统被引量：4
- 2002年
- 设计了用对角为 18mm的微电子硅芯片液晶显示器、6 0°视场角的反射中继头盔显示系统。该系统由一个常用的艾尔弗 (Erfle)接目镜和一个反射中继镜组成。反射中继镜和接目镜的场曲异号 ,因此相互部分抵消 ,系统具有较小的场曲和像散。中继系统的采用 ,不仅保证了头盔显示的特定规格要求 ,诸如出瞳直径和出瞳距离 ,而且为反射式微电子硅芯片液晶显示器的照明光源提供了空间。该系统像差较小 ,尺寸和重量合理 。
- 王肇圻张慧娟母国光卢振武Cartwright C MGillespie W A
- 关键词：头盔显示器微显示器件目镜
- 一种设计大数值孔径衍射元件的优化方法
- 2002年
- 本文以菲涅耳衍射透镜的设计为例 ,在单位周期内的相位台阶数与最小特征尺寸之间关系的基础上 ,提出了减小元件边缘单位周期内的台阶数 ,以增大最小特征尺寸的一种新的设计大数值孔径衍射元件的优化设计方法。并对衍射效率进行了讨论。确定了多台阶衍射透镜优化设计的结构参数。最后给出了设计实例 ,与深浮雕法和相位匹配法比较 ,本方法设计的元件仅需套刻 3次 ,而衍射效率的理论值达5 5 .4 % ,是一种有效的优化方法。
- 张慧娟王肇圻傅汝廉
- 关键词：菲涅耳透镜大数值孔径二元光学器件
