微位移机构误差补偿技术研究

采用压电陶瓷微位移驱动器控制刀具进行实时误差补偿的方法提高轴类零件加工精度。借助物理学分析并结合数学建模的方法，建立压电陶瓷微进给系统的迟滞数学模型。通过实验，针对压电陶瓷驱动器的非线性特征，给出了对其控制电压进行校正的方法。减小压电陶瓷的迟滞非线性误差，提高压电陶瓷微位移驱动器的控制精度，有助于实现压电陶瓷驱动器的高精度开环微位移控制。     

连续侧面泵浦Nd:YAG陶瓷激光器被动调Q研究

对比研究了808 nm激光二极管列阵侧面泵浦Nd∶YAG陶瓷与Nd∶YAG单晶激光器在连续和被动调Q运转下的激光输出特性。对于Nd∶YAG陶瓷激光器,在145 W泵浦功率,平平谐振腔20%输出耦合镜透过率时,获得最大44.28 W的1 064 nm连续激光输出,光-光转化效率和斜效率分别为30.5%和38.2%. 谐振腔中插入初始透过率87.89%的Cr⁴⁺∶YAG晶体作为被动调Q开关,在124 W泵浦功率下获得10.03 kHz重复频率,4.62 W平均功率,5.54 kW峰值功率的准连续激光输出。同样实验条件下利用相同尺寸和掺杂浓度的Nd∶YAG单晶进行对比,结果表明Nd∶YAG陶瓷在高功率泵浦下具有广阔的应用前景。     

Study on Side Pumped Nd: YAG Ceramic Laser Passively Q-switched

对比研究了808 nm激光二极管列阵侧面泵浦Nd:YAG陶瓷与Nd:YAG单晶激光器在连续和被动调Q运转下的激光输出特性.对于Nd:YAG陶瓷激光器,在145 W泵浦功率,平平谐振腔20％输出耦合镜透过率时,获得最大44.28W的1 064 nm连续激光输出,光-光转化效率和斜效率分别为30.5％和38.2％.谐振腔中插入初始透过率87.89％的Cr4+:YAG晶体作为被动调Q开关,在124w泵浦功率下获得10.03 kHz重复频率,4.62W平均功率,5.54 kW峰值功率的准连续激光输出.同样实验条件下利用相同尺寸和掺杂浓度的Nd:YAG单晶进行对比,结果表明Nd:YAG陶瓷在高功率泵浦下具有广阔的应用前景.     

采用光纤环形谐振器的外谐振腔式半导体激光器光谱和频率的同步稳定

在频谱鉴频器上采用了光纤环形谐振器使外谐振腔式半导体激光器的光谱宽度(简称谱宽)和频率同步稳定。利用谱宽稳定来控制反馈光相位,利用频率稳定来控制输入电流。稳定的谱宽为2MHz,其波动在10kHz以下,等效频率变动为2MHz_(p-p)以下。根据该结果可以预见外谐振腔式半导体激光器可以作为环形谐振式光纤陀螺的光源。     

机器人压电陶瓷微操作手的设计

机器人微操作手设计采用压电伸缩陶瓷微位移器.操作手手指由两面各粘1片压电陶瓷的金属片构成压电陶瓷梁.两片压电陶瓷的逆压电效应相反,外加电压时,一片收缩另一片伸长,自由端发生弯曲变形.改变加电压方向控制悬臂梁夹持物体,电压为零时释放物体.微操作手的移动、夹持和释放等操作由摄像头反馈给计算机控制处理.     

TRP激光陀螺的射频放电频率对腔体的影响分析

采用射频放电是全反射棱镜式激光陀螺（TRPLG）的独特之处。文中从高频电磁场内电子的运动学性质出发,得出射频频率的变化对谐振腔增益管内部阻抗的影响,及其与等离子体能量的关系。通过实验找出了最佳射频频率。这对于TRP激光陀螺高频板的设计具有重要的参考价值。     

自适应式激光陀螺

许多采用激光陀螺的装置与系统，由于工作条件的缺陷改变了其参数，从而导致激光陀螺“零”漂的不稳定性、可重复性及输出特征的长期漂移。早期实现激光陀螺高稳定性的方法包括采用昂贵的高稳定性材料、装置及元件，其特征在工怍中没有变化。本文给出另一种提高激光陀螺稳定性的方法，即所说的自适应式激光陀螺。本文给出了具有微处理电路模块(MEB)的环形激光角速率敏感器的工作数学模型及计算机模拟结果。该激光的产生模型考虑了20多个参数的影响，如谐振腔、放大介质及有关激光输出特征的抖动等。用这种模拟结果设计的方法和装置，使激光陀螺输出特征的光波闭锁效应的静态范围降低10-20倍。文中考虑了微电路模块设计中采用的结构方案和软件算法，也给出了微处理电路模块与自适应式激光陀螺的温度测试数据。我们从理论和实验上认识到，自适应式激光陀螺的稳定性通过采用微处理电路模块，并在对初始信息、参数稳定性及环形激光角速率敏感器装置工怍控制分析的基础上，能得到实质上的提高。     

棱镜式激光陀螺稳频伺服系统优化分析

基于对某型棱镜式激光陀螺稳频伺服系统工作原理和该系统实际工作情况的分析,建立了该陀螺稳频过程的物理模型。采用有限元分析法模拟获得跳模控制过程中谐振腔温度梯度场分布随稳频控制时间的变化规律,进而推导出谐振腔纵模跳变次数与系统控制参数的关系,得到一组针对跳模控制的系统优化控制参数。通过衡量陀螺测角速度精度的方式,进行实验验证,实验结果与模拟结果一致性较好。该研究对保证这种激光陀螺稳频系统的稳定工作以及提高数字化稳频回路的控制精度有参考价值。     

棱镜式激光陀螺双纵模自偏频现象研究

棱镜式激光陀螺处在特殊的双纵模四频振荡状态下,陀螺可以无偏频地检测出地球自转角速度的天向分量,此时闭锁消失,陀螺处于自偏频状态。设计了基于气体密度和折射率控制的棱镜式环形谐振腔模态控制系统,在此基础上搭建自偏频实验平台。实验得出陀螺在自偏频状态下,两纵模的振荡频率位置处在增益曲线两侧,强、弱模式振荡强度之比约为1.4∶1.0等特点。根据激光半经典兰姆理论,建立了激光陀螺双纵模自偏频物理模型,进而推导得出弱模的频率推斥效应是产生自偏频效应的主要因素。此研究成果将为研制新体制自偏频激光陀螺提供参考。     

压电陶瓷微致动器的制作及驱动行为研究

制作一种新型压电陶瓷微致动器,用于高密度硬盘驱动器磁头的精确定位。该致动器采用高矗31特性的压电陶瓷材料,采用烧结成型工艺,并使用溅射和反应离子刻蚀工艺制作而成,然后进行了退极化性能等分析。此外,建立了一种有限元简化模型并分析其驱动能力。结果显示,当采用双层结构的压电微致动器时,在外加电压±30 V作用下,悬臂自由端位移和谐振频率分别达到0.93 μm和20.425 kHz,表明该致动器满足硬盘驱动器对微致动器位移他压灵敏度、谐振频率等要求。     

引信用压电式射流发电机的原理与研究

文中对一种新型引信用压电式射流发电机的工作原理进行了分析研究。指出压电片的基频固有频率与谐振腔的固有频率相同时发生谐振现象,可以提高发电机的电能输出,并推导了压电片及谐振腔的固有频率公式,为该发电机的设计提供了理论依据。压电式射流发电机具有可连续供电、响应速度快、体积小、电磁兼容性好等优点,其作为引信用环境能源具有宽阔的使用前景和利用价值。     

同轴谐振腔微波幅度均衡器的研究

微波幅度均衡器由吸收型λ／4同轴谐振腔作为其基本结构单元,多级子结构级联构成,谐振频率和功率衰减主要通过改变腔长、探针插入深度和微调螺钉来调节。在结构设计时应从谐振频率、功率衰减、功率容量、抑制高次模、阻抗匹配、温度特性等因素综合考虑,确定同轴谐振腔腔长、可调探针尺寸、微调螺钉位置、子结构单元数量和各组件的材料。均衡器的调试是保证均衡器性能的重要步骤,既要保证均衡器的功率输出与目标衰减曲线拟合,同时要考虑降低插入损耗和温度影响,需要结合多种调试技术反复尝试达到最佳匹配。     

全固态连续波583 nm黄光激光器

报道了全固态连续波583 nm黄光激光器,黄激光是分别由Yb: YAG和Nd: GdV04晶体的1030 nm和1341 nm谱线非线性和频产生,两条谱线在各自晶体中对应能级跃迁分别为4F3/2—4I9/2和4F3/2—4I13/2．实验中采用复合腔结构,利用KTPⅡ类临界相位进行腔内和频,当注入到Yb: YAG和Nd: GdV04晶体的泵浦功率分别为12 W和8W时,获得440 mW的TEMoo连续波583 nm黄激光输出。实验结果表明：采用两种激光晶体进行腔内和频是获得黄激光的高效方法,并可以应用到其它两种激光晶体进行腔内非线性和频,获得更多不同波长激光输出。     

溢流式嵌镶圆管发射换能器的有限元分析

溢流式嵌镶圆管水声换能器是一种有效的低频宽带发射器，一般存在2种可供利用的谐振方式，即溢流环的液腔谐振和嵌镶圆管的径向谐振。本文首先应用解析的方法获得2种谐振的频率方程，然后应用有限元法建立了一个对称结构的溢流式嵌镶圆管换能器模型，通过ANSYS软件分析换能器的振动情况和响应曲线，并与解析法进行了对比。根据设计制作了溢流环换能器样件，并通过了相应的消声水池试验，试验结果表明，有限元模型计算准确且快捷，显示直观，其谐振频率设计误差可控制在5％以内。最终制作的换能器拥有2．35kHz的液腔谐振频率和6．4kHz的径向谐振频率，最大发射电压响应级为141．97dB，其径向谐振的-6dB带宽为3．9-9．4kHz，可提供全频段的发射带宽（包括液腔谐振在内）为2．1～10kHz±4dB。     

压电及弹性层厚度对弯曲元件特性影响的研究

研制一种三叠片型压电双晶片驱动器,上下两层为压电陶瓷材料PZT-5H,中间弹性层为铍青铜。利用激光测试仪LC-2400A及LV-1610对压电弯曲元件的输出位移、位移滞环、蠕变量及基频等特性进行实验测试。通过实验,确定压电弯曲元件的弹性层及压电晶片的厚度对其特性的影响,分析影响压电弯曲元件性能的因素。