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混合仿生鱼眼-复眼的广角高清成像系统被引量：3: 2019年; 基于多尺度成像理论,采用混合仿生鱼眼-复眼结构,实现了大视场兼具高分辨率的光学成像系统设计。前级物镜系统为大直径球透镜,收集广角目标光线并成像到与球透镜同心的球面中继像面上;次级目镜系统是关于球透镜中心球对称的小口径透镜组阵列,对中继像进行像差校正并成像到探测器阵列上。对比了物镜采用双层同心球和单个球透镜的成像性能,后者可获得更优的成像性能且避免了双胶合球透镜带来的公差控制及力学与热稳定性问题。整个成像系统的视场大于100°,全视场内角分辨率优于10″,而畸变小于5%;系统具有大景深特点,不需调焦即可同时对300m到无穷远目标清晰成像,可广泛应用于侦查监控等领域。; 路文文陈善勇翟德德熊玉朋; 关键词：光学设计仿生设计广角

同质材料反射系统热特性研究被引量：2: 2020年; 为从原理上阐述同质材料反射系统的温度特性,并为光学系统设计提供依据。以热变形特征及其计算方法为基础,以光学系统焦点为研究对象,依次介绍单反射镜、共轴多反、离轴反射系统的温度特性,并建立了相应热差模型。仿真结果表明,离轴三反系统后焦距随温度的变化情况与对应镜筒的热变形量完全一致,其在较大温差范围内具有良好的成像质量。由温度变化引起的热离焦可被镜筒补偿,验证了理论模型的正确性,得出在均匀温度场条件下同质材料反射系统无热差的结论。因此,当光学系统尤其是热差效应明显的红外系统采用同质材料反射系统时具有良好的温度适应性。; 徐思华彭小强铁贵鹏陈善勇陈善勇; 关键词：无热化

情景式教学法在机械工程学科系列课程教学中的应用与探索被引量：7: 2013年; 在机械工程学科系列课程教学中引入情景式教学法具有很多优点,但也受到一些客观因素的制约。机械工程学科系列课程对理论知识和实践能力的培养要求不同,课程内容的难易程度也存在明显差异,需要根据课程标准来确立情景式教学法的目标和手段。情景式教学法在优化现代教育理念、丰富教学手段的同时,也暴露出了许多问题。在机械工程学科的教学中,需要针对情景式教学法的有效性进行研究,根据具体条件分析其适用范围。情景式教学将学生置于特定的环境中,他们获得、掌握的知识与设计的情景具有直接关系,教师、学生在其中的角色和定位,也会影响到教学质量和学生综合能力的培养效果。; 王贵林石峰陈善勇关朝亮; 关键词：情景式教学机械工程学科课程标准

基于方波相位调制的多波长位移干涉测量: 2025年; 相位生成载波(phase generated carrier,PGC)技术是多波长光纤位移传感器(multi wavelength fiber displacement sensor,MWFDS)中的核心技术。提出一种基于方波信号相位调制和解调(square-wave phase modulation and demodulation,SWPMD)的方法,研究构建了相应的光路系统,精确控制方波信号对多波长光束进行相位调制,对采集到的干涉信号进行数字处理以实现相位解调,进而复现位移信息。仿真实验部分系统地分析了不同频率调制信号及方波调制信号初始相位变化对位移复现精度的影响,无论调制参数如何变化,位移复原的均方根误差(root-mean-square error,RMSE)均稳定保持在0.15μm~0.3μm范围内。通过应用SWPMD方法,对复杂的位移轨迹进行了复现,证明了该方法在提升MWFDS性能方面的普适性和有效性。最后,计算分析了对不同步长方波位移的复现情况,证明了所提方法在理论上能够实现0.1 nm位移测量的分辨率。; 刘琪陈善勇; 关键词：解调算法误差分析

用于复杂曲面检验校准的CGH关键技术被引量：4: 2019年; 复杂曲面光学零件在军事领域具有重要的应用,其面形检测技术逐渐成为制约光学曲面精度的关键因素。本文首先从复杂曲面光学零件的需求出发,分析了计算全息图(CGH)法相比于其他检测方法的优势和适用性;然后,对CGH的相位面设计、微结构制造及误差评价三个方面的相关研究成果进行了综述;最后,以自由曲面反射镜为例,利用CGH样品对待测镜完成了精确的面形检验校准工作,并对CGH的制造误差进行了评价。; 甘子豪彭小强陈善勇; 关键词：复杂曲面面形检测计算全息图

鸥翼型非球面元件的白光干涉拼接测量被引量：8: 2022年; 针对鸥翼型非球面面形检测的难题,提出了一种白光干涉拼接测量方案。基于白光显微干涉测量结合子孔径拼接的测量原理对扫描路径进行规划。搭建白光干涉拼接测量平台完成了对10 mm鸥翼型非球面的59个子孔径的高精度测量。利用同步子孔径拼接算法对测得的子孔径数据进行拼接,得到了全口径面形误差。开展了利用高精度轮廓仪和计算机生成全息图(CGH)补偿器对鸥翼型非球面面形进行检测的对比实验。结果表明,所提检测方案的面形误差数值和分布均与高精度轮廓仪和CGH补偿器得到的结果吻合,有效验证了所提测量方案的正确性。; 路文文郭景阳陈善勇; 关键词：全口径

基于自由曲面光学元件的大视场光学成像系统被引量：3: 2024年; 面向机载探测系统大视场光学成像的需求,开展了大视场光学成像系统光学设计、自由曲面光学元件超精密加工、形位误差同步检测以及系统集成与成像实验研究。首先,采用视场扩展法进行大视场自由曲面离轴反射光学系统的设计;其次,进行铝合金自由曲面反射镜纳米精度加工和高频抑制工艺探索,并实现了基于计算全息元件的自由曲面形位高精度检测;最后,进行了光学系统的装调集成与成像实验。结果表明,系统的视场角为30°×5°,全视场光学传递函数值大于0.7,接近衍射极限,最大像元均方根半径为2.075μm,自由曲面光学元件的面形精度均方根(Root Mean Square,RMS)值优于20 nm,位置精度优于1μm,装配集成后能够满足大视场高分辨的场景使用要求,同时具备稳定可靠和快响制造等特点。; 熊玉朋陈适宇黄铖路文文彭小强陈善勇陈善勇欧洋; 关键词：自由曲面成像系统

可见光/近红外成像系统共轴折叠反射镜干涉检测技术(特邀)被引量：3: 2023年; 由共用镜坯、径向折叠的多个环带反射镜组成的成像系统具有紧凑化、免装调的特点。为确保各反射镜的面形精度和相互位姿精度,提出了计算全息(Computer Generated Hologram,CGH)补偿干涉测量方法。针对可见光/近红外成像需求,基于共轴折叠思路设计了环带四反射镜成像系统;应用金刚石车削工艺加工了多环带共体反射镜;重点针对其中共体的主镜、三镜和次镜、四镜分别设计了CGH补偿器,通过合理选择离焦载频和CGH轴向位置,有效分离了干扰衍射级次的鬼像,实现了多个反射镜面形与相互位姿误差的同步检测。干涉测量结果表明,多个反射镜同时达到接近零条纹状态,面形精度和相互位姿精度较高,且无鬼像干扰。系统对100 m远处目标探测实验表明,反射镜不需要额外装调即可实现良好成像,具有集成度高、研制周期短、成像质量高的优点。; 熊玉朋路文文黄铖陈付磊陈善勇; 关键词：计算全息

面向制造的光学面形超精密测量技术研究进展被引量：8: 2023年; 超精密测量是光学制造的前提。高精度的光学面形测量仍然遵循零位检验原则,计算机生成全息图(CGH)是自由曲面等复杂面形零位检验所必需的补偿器。为此,面向制造过程,重点论述CGH补偿检验原理及其衍射级次的鬼像干扰、投影畸变校正、测量不确定度与绝对检验问题,探讨CGH补偿检验的局限与应对方法。针对制造过程中产生的动态演变局部大误差的测量难题,论述子孔径拼接测量、自适应补偿干涉测量方法,探讨加工原位干涉测量进展。最后,从超高精度测量与溯源、混合光学零件的宏微跨尺度测量、自主可控面形测量仪器及其原位集成三个方面对光学面形测量技术发展进行展望。; 陈善勇薛帅熊玉朋彭小强彭小强; 关键词：光学自由曲面

基于坐标测量的高陡度自由曲面测量与评价方法: 2025年; 高陡度特征光学元件广泛应用于精密物理实验,其高陡度、曲率突变的性质制约了高精度的测量要求。针对该类元件检测时超出了测量仪器的动态范围和可达空间极限的问题,提出了子面片分割与拼接优化测量方法。首先,基于高陡度自由曲面的实际面形进行面片分割;其次,通过改变高陡度工件的空间位姿降低测量陡度;最后,将子面片的公共区域进行拼接优化,得到实际面形。此外,针对不同几何位形下子面片存在未知的位姿变换问题,提出了基于点-三角片距离近似和等距面匹配的复杂曲面轮廓误差评价模型与算法,建立了基于半径补偿的面形评价模型,实现了高陡度复杂曲面的高精度测量。高陡度对比实验可知:分片测量方法比全口径直接测量方法精度更高,面形误差评价方法的测量精度优于1μm,多次测量重复性优于0.5μm。; 王鹏翔彭小强赖涛刘俊峰陈善勇黎泽龙; 关键词：自由曲面

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陈善勇

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