CMOS图像传感器电子辐照实验的研究

研究了电子辐射剂量对CMOS图像传感器性能的影响,性能参数为平均暗电流输出和光强响应度。搭建了电子辐射场和光强响应度的测量系统,在器件处于工作状态和非工作状态下分别对其辐射,辐射剂量为:5103 rad、1104 rad、7104 rad、1105 rad、5105 rad。对于暗电流,当辐射总剂量超过7104 rad~1105 rad之间的某一个阈值时,暗电流随着辐射剂量的增长基本呈线性增加;光强响应方面,当器件处于非工作状态接受辐射时,辐射剂量对光强响应影响不大;当器件处于工作状态接受辐射时,辐射剂量超过7104 rad,光强响应曲线会下移,斜率减小,灵敏度降低。理论分析后,得到了暗电流随电子辐射剂量的变化模型。研究表明:长期工作于空间环境下的CMOS图像传感器,容易受到辐射总剂量效应的影响,需采取一定的防辐射措施。     

深空光通信扩展信标捕获实验室模拟演示实验

基于CCD的角度偏差检测技术,对深空光通信中扩展信标的捕获机制进行了实验室模拟演示实验研究,获得了较好的演示效果.对实验结果分析表明,对应不同的捕获分辨角,实验得到的捕获概率与理论分析结果呈现相似的变化趋势,同时对捕获完成后系统的瞄准误差进行分析,结果表明瞄准误差在3个像素以内,并分析了误差产生的原因.     

空间光通信的时间平滑实验研究

为了给空间光通信的瞄准捕获跟踪链路的设计提供参考,实验研究了强湍流区的大气闪烁时间平滑效应,并考虑大气闪烁和瞄准抖动误差,分析了空间光通信的跟瞄链路的强度起伏统计规律;在此基础上,分析了时间平滑对链路衰落起伏的改善作用.实验研究结果表明,随着曝光时间的增加,强湍流区的大气闪烁起伏幅度减小,当曝光时间达到几十毫秒时,强湍流区的大气闪烁起伏服从对数正态分布;在确保空间光通信系统的链路跟踪中断概率小于10-3以下,采用时间平滑可以使所需的衰落冗余减少15dB～20dB.     

基于基模高斯光束的单光子捕获概率研究

建立了一种自由空间量子密钥分配的单光子捕获概率理论模型。基于基模高斯光束,推导了单光子捕获概率的表达式。得到影响单光子捕获概率的主要参量是发射机的跟瞄误差、光束远场发散角、发射机和接收机的链路距离和接收机天线孔径。针对低轨卫星-地面站间链路进行了数值仿真分析,得到单光子捕获概率一般在10-3~10-5量级。     

超声吸收引起的声光偏转器指向偏差研究

分别在不考虑晶体超声吸收及考虑超声吸收和超声功率角分布的情况下,建立了声光互作用方程。运用空间傅里叶变换方法推导出衍射光场与入射光场在空频域下的传递函数。仿真结果表明,超声吸收使得衍射光光强峰值位置偏离光束中心,光强不再呈高斯分布,会引起卫星光通信发射端的指向偏差。通过研究超声功率和频率与衍射光光强分布的关系发现,超声功率选取某一数值时可以消除峰值位置偏差,将此功率值定义为最优超声功率Popt。求出声光偏转器整个工作频带内的Popt并进行多项式拟合,得到了最优超声功率与超声频率的关系。按照该多项式关系同步调节超声频率与功率可以补偿超声吸收引起的指向偏差。     

超声吸收引起的声光偏转器指向偏差研究

分别在不考虑晶体超声吸收及考虑超声吸收和超声功率角分布的情况下,建立了声光互作用方程。运用空间傅里叶变换方法推导出衍射光场与入射光场在空频域下的传递函数。仿真结果表明,超声吸收使得衍射光光强峰值位置偏离光束中心,光强不再呈高斯分布,会引起卫星光通信发射端的指向偏差。通过研究超声功率和频率与衍射光光强分布的关系发现,超声功率选取某一数值时可以消除峰值位置偏差,将此功率值定义为最优超声功率Popt。求出声光偏转器整个工作频带内的Popt并进行多项式拟合,得到了最优超声功率与超声频率的关系。按照该多项式关系同步调节超声频率与功率可以补偿超声吸收引起的指向偏差。     

卫星间光通信中多场扫描捕获的仿真优化

在实际的卫星间光通信中，为保证对目标进行确定性捕获，需要采用多场扫描方式。多场扫描范围是多场扫描捕获的关键性参数，需要进行详细的分析。在已经建立的卫星光通信单场捕获模型的基础上，首先对卫星间光通信的多场捕获扫描问题进行了理论分析和模型建立，并以此为依据对多场扫描中的扫描范围的确定进行了研究。分析结果表明，为获得最短的总平均捕获时间需要对扫描范围进行最优化选择。为了便于工程应用，对此问题进行了数值仿真，基于仿真结果给出了多场扫描捕获中最优化扫描范围的确定经验公式。     

卫星平台振动对星间激光链路的影响和解决方案

分析了振动对卫星光通信的影响以及卫星平台振动产生原因和特点,找出了卫星平台振动规律。针对振动对卫星光通信系统影响问题,定义了补偿因子以描述补偿效果;对于影响较大的低频振动情况,设计并建立了模拟振动补偿系统。实验结果表明,采用前馈补偿技术的模拟振动补偿系统对于10Hz低频振动的补偿效果显著,补偿大约80%的振动。     

自由空间激光通信技术发展趋势分析

根据不同的应用背景,将自由空间光通信技术分为星间光通信、星地光通信和地面无线光网三大类,分别概述了三种自由空间光通信技术的主要特点和近期发展概况。分析了自由空间光通信系统中信号激光波长和束散角选择等关键问题,对该项技术今后的发展方向作了评述。     

连续微流体在光聚合制备聚合物颗粒中的应用进展

光聚合以其对环境友好、反应条件温和、适应性广、成本低等优点备受关注。连续微流体在光聚合中的应用有助于提高反应效率并实现聚合的高度控制。连续微流体在光聚合制备聚合物颗粒中的优点包括可重复性高、合成精度高、能控制聚合物的粒径、多分散性和内部结构。在这篇综述中，总结了连续微流体在光聚合合成纳米颗粒中的应用，其中包括单相微流体光聚合和多相微流体光聚合，具有各种形态的聚合物颗粒的形成机理以及典型实例。