基于棱镜的多光轴平行性检测研究

反射棱镜是光学仪器中的一种重要光学元件,起着正像、折转光轴、缩小仪器尺寸等作用。反射棱镜的作用是使光轴变成折线,可以在空间折转,所以应有空间概念,从空间角度来研究物体及其像的共轭关系。本文应用动态光学【1】理论,从理论上分析了棱镜的特点,即对于平面非屋脊棱镜,当反射次数为偶数,出射光轴和入射光轴同向时,棱镜旋转像不产生偏转;对于平面屋脊棱镜,当反射次数为奇数,出射光轴与入射光轴反向,棱镜旋转像不产生偏转。根据该特点,将单个不同形式的棱镜或按一定要求将棱镜组合,使其入射光轴与出射光轴满足上述要求,即可将其应用到多光轴平行性检测中,替代大口径平行光管的作用,实现不受光轴口径限制的多光轴平行性的检测。本文列举了几种具有该特点的棱镜,并将其应用到实际多光轴平行性检测中。     

折转光管装校方法研究与误差分析

针对长距离光线折转后光轴平行性精度较低的问题,提出了一种用于高精度折转光管的装校方法。利用数字光电自准直仪、高精度五棱镜和平面反射镜构成了光管准直光线检测系统,对折转光管进行装校。给出五棱镜光线折转的工作原理、自准直光路构建方法、光管装校方法和检测过程中可能存在的误差大小以及修正方法。通过实验证明,利用本文提出的方法及装置可使折转光管光轴平行度达到2″,避免了使用大型平面反射镜装校时,因面形因素产生的误差。检测装置简便、灵巧、精度较高。     

反射棱镜大角度转动成象特性

本文讨论了反射棱镜大角度转动引起的象体变化。用特征方向和象偏转极值轴方向来表示反射棱镜的动态成象特性,为设计扫描、根踪仪器提供了理论基础。     

红外脉冲激光测距仪发收光轴一致性测试方法研究

脉冲激光测距中激光发射、接收光轴一致性是其测距性能的保障。针对红外激光测距仪发、收光轴一致性的检测任务,设计了一种基于离轴式大口径平行光管的测量系统。当测量发射光轴时,激光经离轴抛物面反射镜反射后,再经平面反射镜反射汇聚到位于焦平面上的上转换板上,形成可见光光斑,求出光斑中心,以该位置表征激光发射轴;保持焦平面位置不动,将上转换板换下。将自发激光衰减反馈模块的光纤输出端子安装到焦平面定位框上,可以测得脉冲激光测距仪的激光接收轴。计算可得出发、收光轴的偏差角,测试精度为0.05mil。     

渥拉斯顿棱镜偏摆对激光外差干涉直线度测量的影响分析

描述激光外差干涉直线度及其位置测量方法;分析由渥拉斯顿棱镜偏摆角引起的测量误差,建立激光外差干涉直线度及其位置测量误差的数学模型,并进行仿真分析研究。结果表明：渥拉斯顿棱镜倾角和摆角引入的测量误差为正弦型误差分量,当渥拉斯顿棱镜偏摆角为1°时,直线度的测量误差有约为100nm,位置误差约为1nm;当渥拉斯顿棱镜的倾角为15″时,直线度测量误差约为700nm,位置误差约为15nm。     

利用棱镜转动定理解决光学稳象问题

本文将"棱镜转动定理"推广到无光焦度光学系统,提出一种分析和设计光学稳象系统的方法,给出实例说明这种方法的可行性.     

红外无偏振效应分光棱镜的理论分析与设计

当光线倾斜入射时,膜层不可避免地会产生偏振效应.在很多的实际应用中,这种偏振效应是有害的.文中回顾了消偏振设计的研究历程,讨论了各自方法的特点.表明已见报道的消除分光棱镜偏振效应的方法不多,而且大多限于可见光波段.文中提出用于红外波段的无偏振效应分光棱镜的设计方法及其理论分析,针对不同型号玻璃基底分别给出了相应的红外无偏振效应分光棱镜膜系的具体设计,计算了红外消偏振膜系的反射率与反射相移,提供了其计算机仿真结果,结果表明设计方案合理可行.     

用衍射光栅测波长的两种方法比较

在用衍射光栅测波长的实验中,通过对垂直入射法与最小偏向角法对比,发现最小偏向角法虽然相对于垂直入射法避免了因平行光无法垂直入射而产生的误差,但在确定最小偏转角位置时同样引入了新的误差,导致了在计算两种方法结果不确定度时几乎相等.所以,最小偏转角法并不比垂直入射法更加精确.     

静基座转动修正战车加速度计零偏方法研究

为提高战车捷联惯导系统的初始对准精度,研究了二位置转动修正加速度计零偏的方法。通过对捷联惯导系统静基座的误差方程作Lyapunov变换,得到转动过程中加速度计零偏误差的传播方程,利用等效转动矢量的方法推导出方程的解析解,分析解的稳定性得出二位置对准的最优转动角度。     

一种测量船水平反射镜的水平方向定位方法

为了用水平反射镜定位舰船等测量设备的水平面,用水平仪法代替水银盘法确定船体水平面的位置,消除了水银对人体的伤害。水平仪法以电子水平仪为水平面确定的基础,通过水平仪确定工装反射镜位置,利用其反射和0.2″自准直平行光管的自准直成像原理,确定0.2″自准直平行光管光轴的方向,最后确定水平反射镜的水平位置。在介绍了水平仪法工作原理的基础上,给出了误差标定方法及误差不大于10″的要求;介绍了水平反射镜偏离水平面的检测方案,给出了检测结果,分析了影响检测结果的因素,水平反射镜偏离水平面的误差不大于0.94″,定位误差不大于0.4″。结果表明,水平仪法确定船体水平面的方法具有结构简单、定位精度高等优点,有望在工程中推广使用。     

光路中斜置平板与反光镜的影响

本文研究了非平行光路中斜置平板与反光镜的影差影响,以及由于平行度和平面度误差引起的象差和倍率变化,并给出了允许厚度,平行度和平面度公差的计算方法.     

透镜和透镜装框的基准轴

光学设计的基础是整个光学系统中起光学作用的表面(一般是球面),而且这些表面的曲率中心都位于同一条轴线上,这个轴线称为系统光轴。但由于在零件制造及装配工艺中都会引入中心误差,而使各光学表面的曲率中心不可能位于一条轴线上。也就是说光学仪器的光轴只是一个理想的轴线。光学表面的中心偏是对选定的轴线而言的,我们称此轴线为基准轴。单透镜若选光轴为基准轴就无中心误差可谈。对系统若以单透镜光轴作基准轴,一是无法实现,二是无实际意义。选择系统和零件的基准轴是一个很复杂的事,要根据透镜形状、工艺条件、装夹及基     

灵巧聚焦伺服系统的研究

提出了一种灵巧的聚焦伺服信号产生办法,同时,该元件还可以作为反射元件来转折光路。该方法使用倾斜的平板玻璃元件来产生必要的象采用这种方法可以简化光存储系统中光学头的结从理论上对这种方法的可行性进行了分析。制作了试验装置,试验结果证实这种方法是可行的。     

定中心象点跳动轨迹多参数方程

一、问题的提出透镜胶合定心时象点跳动的轨迹,在五点支承条件下,不仅由透镜中心误差决定,而且要受透镜外圆柱面椭圆度的影响。当椭圆度和中心偏同时存在时,我们用数学分析的方法,找出透镜定心时象点跳动的轨迹方程,很有实用价值。它可以解决定中心时最佳支承距离,也可以解决透镜椭圆柱面对检测中心误差读数的影响条件,从而弄清楚透镜椭圆柱面和中心误差综合影响的内在联系及其规律性。     

直角棱镜加工误差的量值给定方法

本文考虑到面形误差对波面的影响,并由此导出反射棱镜面形误差的給定原则。丈按照角度误差对光学系统色差的影响,导出棱镜角度误差的給定原則。进而阐明了直角棱镜误差給定的合理方法。     

一种具有宽松约束的相位—高度映射算法

为了提升PMP测量系统的测量精度以及放宽该系统搭建的约束条件,提出一种新的具有宽松约束的相位测量轮廓术相位—高度映射算法.这种算法既不要求投影装置光心和成像装置光心的连线平行于参考平面,也不要求投影装置的光轴与成像装置的光轴共面,只要保证成像装置光轴垂直于参考平面,即可实现相位—高度映射.本文详细推导了该算法的数学模型,发现当投影装置光心与成像装置光心的连线不平行于参考平面时,相位—高度映射不仅与三维测量系统的结构参数有关,还与参考面的相位分布有关.由于在实际测量中难以保证投影装置光心与成像装置光心的连线严格平行于参考平面,因此所采用的新的相位—高度映射算法是实际测量系统的真实反映,也使系统更易于搭建.实验结果表明:本文所提算法进行测量的平均绝对误差和均方根误差最大不超过0.031 mm和0.040 mm.该算法拓宽了搭建测量系统时的约束条件,使得光路更易于实现.实验验证了该算法的有效性,表明所提算法的精确性和可重复性均优于传统算法.     

大视场多星模拟器标定技术研究

应用65个无穷远目标模拟天区恒星,建立天区恒星坐标系,将J2000.0天球坐标系中恒星坐标转换成星模拟器坐标,通过计算平行光管光轴指向,设计光管安装基座,将所有平行光管按照计算结果放置于光管安装基座上,每个平行光管目标源模拟相应恒星位置。星等调节通过利用占空比调节的可调恒流驱动技术来实现,通过控制占空比,调整LED光源输出照度模拟不同恒星星等。在视场20°×40°范围内,通过对星等和星角距的标定,恒星相对位置模拟精度优于2.48″,星等误差优于4.7%,在±1.5 Mv范围内可调。连续工作4 h,模拟星的照度变化小于6.7%,位置精度无明显变化。     

钻臂空间液压自动平行机构的平行机理

对钻臂空间液夺自动平行机构的平行机理进行了理论分析论证，文中指出，只能对由前后变幅机构构成的二空间多面体相似是的初始位置实现无误差平行移动，对其它初始位置只能实现近似的平行移动。     

激光瞄具多轴一致性检测系统研究

激光瞄具是集激光测距、激光制导照射等多光轴为一体的光电系统,在现代武器装备平台上得到了广泛应用。多光轴系统在设计、制造与应用的过程中,各光轴之间的平行性对整个系统的性能和精度都有直接的影响。因此,必须对激光瞄具的多轴平行性进行检测,以提高激光瞄具的精度,从而提高武器的命中率。本文介绍了常规的光轴一致性检测方法,并结合实际的检测精度与要求,设计了一种离轴抛物型的数字化检测系统。通过对系统总体精度进行分析,基本能满足平行度误差为0.05mrad的要求。     

基于法拉第旋光效应的激光外差干涉测量系统的优化设计

描述了基于法拉第旋光效应的激光外差干涉测量方法及其系统,通过分析测量平面镜顺时针和逆时针转动时光路结构的几何关系确定了该系统实施纳米位移测量应满足的条件,重点讨论了角锥棱镜固定时测量平面镜、波片和角锥棱镜三者之间的位置关系,实现了基于法拉第旋光效应的激光外差干涉测量系统的优化设计,得出了位移测量范围为-10-10mm时允许被测对象转动范围最大的系统参数,为该系统的研制奠定了技术基础。