驱动器终端光学组件损伤在线检测技术

为了获得最高的工作效率,激光驱动器被设计使用于光学元件的损伤阈值附近.不可避免地产生高通量密度下的元件损伤,及时掌握元件损伤情况关系到工作人员和装置的安全,损伤在线检测技术研究具有重要意义.介绍了光学元件损伤在线检测系统的工作原理,针对驱动器终端光学组件的特点,确定了明场成像损伤在线检测的技术路线.利用设计搭建的实验系统成功获取了神光Ⅲ原型装置Ⅰ型终端打靶透镜、倍频晶体,以及引导反射镜的损伤图像.实验系统横向分辨率为0.13 mm,纵向定位精度为30 mm,损伤图像清晰可辨,满足检测要求.研究结果为该技术的工程应用提供了技术支撑.     

高功率激光装置终端楔形透镜的测量与调试

楔形透镜是高功率激光系统终端光学组件的关键元件,也是较为特殊的光学元件,楔形透镜的楔角测量关系着高功率激光的聚焦性能。终端组件中楔形透镜的加工角度、工作姿态一旦偏离了特定的工作角度,终端组件会引入大的面形偏差,楔形透镜特殊的形状不利于楔形透镜面形、楔角的测量。提出了一整套楔形透镜测量调整方案,包括楔形透镜加工过程中的测量方案,楔形透镜安装过程中的离线测量与调整方案,以及终端组件上线调试过程中的在线调试测量方案。该套方案的实施能够保证楔形透镜的加工精度,及组件中楔形透镜能够工作在最佳工作姿态,保障了高功率激光系统终端组件的光束质量和定位精度。     

高功率激光装置中终端光学系统的鬼像分析

基于光传输的多叉树原理,研究了用于惯性约束聚变的高功率激光装置终端光学系统中多级衍射和多次反射杂散光与鬼点分布,根据光线经色分离光栅的传播规律进行了实际鬼光路计算,对聚焦透镜、色分离光栅、防护片组成的光学系统产生的杂散光及会聚鬼点进行了全面分析,得出三次谐波鬼点620个,二次谐波和基频光的会聚鬼点相对较少.分析表明非球面的一次反射鬼点最具威胁,大角度衍射和倾斜平面反射使大量鬼点向系统外部移动,并增大鬼光束的像差,减小其危害.这种方法可以以动态数据结构捕捉全部鬼点,并获得鬼光束结构.     

在神光Ⅱ装置第九路系统开展351nm波长激光高通量传输的实验研究

提出一种可实现351 nm波长激光高通量传输的终端光学组件(FOA)的物理设计方案,研究了设计优化方法,并利用神光Ⅱ装置第九路系统开展了实验研究。实验共进行了33发激光发射:激光光束净口径310 mm,时间脉冲宽度3 ns,1053 nm波长激光能量1000~4500 J。实验获得最高三次谐波转换效率69.6%和351 nm波长激光传输通量3.76 J/cm2,同时监测到高通量激光传输引起的动态环境污染物颗粒变化数和光学元件激光诱导损伤等现象。实验结果表明,通量密度约为3 J/cm2@351 nm的光学元件损伤主要是由激光传输散射鬼光束辐照材料所激发的污染物所致。     

神光Ⅱ升级装置PLC真空控制系统的设计

近年来,随着对高功率激光物理研究的不断深入,激光装置已朝着多束、大型化的方向发展。激光驱动器内包含大量真空腔体,使用的配套真空设备数量众多,为了便于集中控制和管理,设计了相应的真空自动化控制系统,利用西门子PLC对全系统进行实时监控。     

ICF终端光学元件损伤在线检测装置的研究

终端光学元件是惯性约束聚变（ICF）系统最重要的组成部分之一。文中针对ICF系统中终端光学元件损伤的高精度、高效率检测问题,对光学元件损伤在线检测技术进行了研究,以神光-Ⅲ原型装置终端光学元件为检测对象设计了光学元件损伤在线检测系统。针对终端光学元件的排布特点及其检测要求,利用CODEV软件设计了高分辨率变焦距望远光学系统;根据终端光学元件在靶室中的分布位置,设计了相应的对准及定位系统,实现了对球体空间排布的大尺寸光学元件组的远距离、高精度、实时快速检测。模拟ICF靶场环境进行了离线仿真实验,实验表明:系统的MTF曲线在68 lp/mm大于0.4,80%能量分布在22像元内。在1.8~2.8 m的工作距离下,检测装置对300 mm300 mm视场范围内60 m以上的损伤点可以通过图像处理方法进行分辨,160 m以上的损伤点可以进行精确测量;姿态调整系统各运动环节运行精度均优于13 arc sec,满足检测要求。     

紫外星敏感器光学系统设计及其鬼像分析

针对空间紫外波段航天器自主导航姿态敏感器的特殊需求,提出基于正组为FK5和熔石英、负组为QF1的新型紫外玻璃组合方法,设计了波段330~365 nm、焦距80 mm、F数1.6、视场角88的紫外星敏感器。基于近轴鬼像能量计算的方法对鬼像抑制指标进行计算。利用Code V对系统轴上一阶鬼像进行初步的分析与判断,再利用非序列光线追迹对系统轴外多阶鬼像进行仿真计算,得到完备的轴外鬼像能量分布。结果表明,该光学系统结构紧凑,像质良好,各视场成像弥散斑均方根半径10 m内能量集中度大于80%,相对畸变优于0.05%,在相差7等星的动态范围下,像面处亮星最大鬼像光斑照度仅为暗星照度的1/21,满足紫外星敏感器的探测需求。     

空间光学遥感器的光学元件组件的频率设计

空间光学遥感器的光学元件的光学参数通常是根据设计经验来选定的.建立了空间光学遥感器的全阻尼动态分析模型,得到了光学元件动态响应的表达式.从工程的实际条件出发,当阻尼比为0.03、质量比为0.2时,通过MATLAB编程对光学元件的动态响应进行了数值分析.结果表明,为了尽可能地降低光学元件的动态响应,应该选择合理的动态频率,而不是一味地提高光学元件组件的动态频率.     

基于UPSCodeⅡ协议的UPS监控终端设计

UPS广泛应用于通讯设施、工业现场等领域用以保护设备安全运转.该文使用嵌入式处理器ATMega128并结合UPSCodeⅡ通讯协议设计了一种智能型、廉价的监控终端设备并成功应用在多种UPS系统中,极大地提高了配电中心的事故预警和故障响应能力.     

石化装置现场人员立体定位终端设计

石化生产现场人员经常面临着火灾爆炸或介质泄漏中毒风险,实时监测现场人员在装置中的立体位置是开展安全监护和预警的重要前提。基于北斗/GPS多模高精度平面定位和高度检测技术,设计一种立体定位终端。首先介绍石化生产现场特点;然后详细描述立体定位终端的设计,包括高精度平面定位、基于气压的高度检测以及装置现场立体定位流程;最后在某装置区粮仓单元完成定位实验。实验结果表明,该立体定位终端平面定位误差小于10 m,高度检测误差小于0.2 m,立体定位稳定性较好,可用于石化装置现场人员精确定位,提高安全监护能力。     

电力计量装置图像数据监测终端的设计

针对用电现场存在的窃电及电力设施破坏等情况,设计了一种图像数据监测终端.监测终端可部署在电力计量箱内,能够通过人体感应自动进行拍照取证,并通过3G无线网络将拍到的照片上传至FTP服务器,用户可根据设备名称和时间等信息对照片进行调取使用,适用于设备防盗及设施损坏的取证.通过结构设计、技术特点、调试安装等内容完整阐述监测终端的设计.     

衍射光学束匀滑器件的精细化设计

修正了衍射光学束匀滑器件一维设计公式 ,利用爬山 模拟退火混合优化算法 ,进行了束匀滑器件的精细化设计 ,不仅获得了算法中焦面采样点上的束匀滑光强分布 ,还使焦面上其他非采样点也满足束匀滑光强分布。     

可远程升级的GPS／GPRS车载终端设计

针对道路运输行业对车辆管理信息化的要求,设计了基于GPS／GPRS技术的车辆定位控制跟踪终端。利用GPRS网络上报车辆的方位到监控中心,根据监控中心的指令,执行信息采样速率控制等各项操作．并提出基于一种GPRS网络的嵌入式软件远程在线升级方案。     

神光Ⅱ升级装置中靶室系统的稳定性设计与分析

从提高结构稳定性的基本理论出发,给出了神光Ⅱ升级惯性约束聚变(ICF)靶室系统的初始结构方案,并利用有限元方法(FMM)对其进行模态分析,找出靶室系统初始结构的薄弱环节,进而对初始方案进行结构稳定性优化,最后对优化方案进行稳定性分析.优化与分析结果表明,当靶室的壁厚T为50 mm,靶室支脚与垂直方向夹角θ为27.2°,支脚之间布置厚度B为20 mm筋板,筋板空间距离H为120 mm时,靶室系统可以获得很好的稳定性,随机激励作用下的平移均方根值为1.425μm,满足神光Ⅱ升级装置对靶室系统的稳定性指标.     

面向业务组件的系统分析设计方法——金保工程建设软件开发经验

社会保险核心平台三版是金保工程中的一个重要组成部分,它建立了一套灵活的业务模型、设计规范,并提供了具体的参考实现,在使用核三平台进行应用软件本地化开发的时候,如何保证与核心设计的一致性、如何在长期业务扩展的过程中保持业务模型的稳定性等重要问题。针对以上问题,提出了一套面向业务组件的系统分析设计方法。     

光学瞄准变焦系统的优化设计及其分析

针对一款2-6×24mm瞄准镜系统在变倍过程中出现视差的问题,基于高斯光学理论,利用CODEV软件进行仿真实验,发现在变倍过程中,像距变化较大是造成该问题的主要原因;基于变倍成像原理和机械变倍结构,应用仿真设计技术,提出了变倍组凸轮曲线的修正方法,给出了各镜片的修正参数和凸轮的修正曲线,优化了光学瞄准系统性能,解决了存在的视差问题;对比优化前后光学瞄准系统的调制传递函数、点扩散函数和线扩散函数,发现优化后波像差的RMS值均小于λ/4,成像质量很好,满足成像设计及实际生产的精度要求。     

共光路红外双波段小型化光学镜头分析与设计

针对中长波共光路小型化光学系统设计需求,建立了基于高斯光学与初级像差理论且尺寸受限下的二次成像结构光学指标分配模型。主镜因其边缘光线高度高和承担的光焦度小,其球差、色差和二级光谱是该系统像差的主要来源,为矫正二级光谱,可使用“-、+、-”结构形式的高、中、低相对色散材料的透镜组合作为主镜结构,此时主镜的残余像差较小,采用场镜降低中继镜组光线高度以及非球面矫正球差等方法平衡主镜残余像差。最后开展实例设计,对提出的小型化设计思想进行验证,设计了中波波长3.7～4.8μm、长波波长7.7～9.5μm的共光路双波红外小型光学系统,总长不大于135 mm,结构小巧紧凑,光学传函接近衍射极限,工作温度范围-40～60℃,且对温度不敏感。实现了基于二次成像结构光学指标分配模型的中长波共光路小型化光学系统分析及设计,满足中长波共光路小型化光学系统需求。     

基于NiosⅡ多核智能交通车载终端的设计与实现

利用NiosⅡ多核处理器,提出了基于Internet的实时路况查询系统和智能车载终端。通过配置双NiosⅡ软核,改善了MCU处理速度不高、外设资源有限、接口配置繁琐、硬件设计和软件设计编程复杂等问题,将大量控制以及对多种外设访问的工作进行了合理分配。既具有普通导航设备的方便实用性,又能通过无线通讯及Internet与后台服务器连接,获取道路拥堵情况、停车场车位情况等动态实时信息,同时可作为智能交通的车载前端。     

基于ARM和μC/OS-Ⅱ的车载定位终端的设计

针对当前车载定位终端数据交互实时性差以及程序运行不稳定的问题提出了一种基于ARM处理器和uC/OS-Ⅱ操作系统的车载定位终端的设计方案.在32位高速ARM处理器上移植并应用基于优先级的抢占式实时多任务嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ以实现数据交互的高实时性和运行的可靠性,满足车载定位终端对数据处理速度以及可靠性的要求.