干涉法测量光学材料光学非均匀性

为了实现光学材料光学非均匀性的高精度检测,采用将光学材料制成一小楔角(小于0.117°)光学元件并利用菲索干涉法检测其光学非均匀性的方法,对测量过程进行了理论仿真分析和熔石英材料光学非均匀性的实验验证,取得了熔石英材料的光学非均匀性数据,峰谷值为4.33×10-6,均方根值为0.862×10-6,测量准确度优于4.8×...     

基于迭代梯度算法的子孔径拼接检测技术研究

为了解决粗大调整误差下大口径光学平面镜的子孔径拼接检测问题,基于迭代梯度算法,建立了一套合理的拼接算法和数学模型,同时编制了拼接程序。结合工程实例,利用Φ600mm干涉仪实现了对Φ800mm平面镜的拼接测量。检测中,基于靶标对各子孔径实现对准,拼接所得面形光滑连续无狭缝。实验结果表明,利用迭代梯度算法可以高精度地完成粗大调整误差下大口径平面镜的拼接检测。     

基于偏光干涉的激光波长测量方法设计与实验

提出了一种基于双偏光干涉滤波器的激光波长测量方法,该方法克服了传统偏光干涉装置测量波长时分辨率存在盲区的缺点,通过把粗测和精测两个子系统结合可解决测量的周期性问题。实验结果表明,采用长度为1cm的YVO4晶体作为滤波器,可实现误差小于0.01nm的测量。与基于迈克尔逊干涉仪的波长测量方法相比,所提出的方法无需机械运动部件和参考光源,测量精度满足DWDM光纤通信系统测试的要求。     

大口径碳化硅反射镜面形子孔径拼接干涉检测

为了突破大口径反射镜面形检测的瓶颈,提出了子孔径拼接干涉检验方法。分析研究了子孔径拼接的基本原理与实现流程。基于三角剖分算法、最小二乘拟合和齐次坐标变换等建立了综合优化子孔径拼接数学模型。结合工程实际,规划7个子孔径完成了口径为800mm的大口径碳化硅反射镜的拼接测量,获得了全口径面形分布。利用基准靶标并基于迭代算法实现了镜面物理坐标与拼接像素坐标之间的转换,从而为大口径反射镜后续数控精确加工提供了依据。     

基于激光干涉法的曲率半径精密检测系统

为了满足光学元件曲率半径精密检测的需求,设计了应用激光干涉方法的曲率半径精密检测系统,实现了对口径100~300 mm,曲率半径500~2 000 mm光学元件曲率半径的高精度,非接触式测量。并分析了影响曲率半径测量结果的各项不确定度,进行不确定度合成。最终完成曲率半径精密检测系统的装调,进行验证实验,曲率半径测量结果相对不确定度约710-6,满足了1010-10的设计要求。     

大功率晶体三极管温度场的激光全息干涉测量

采用激光全息干涉测量技术测量了轴对称型大功率晶体三极管温度场的全息干涉图;利用MATLAB数字图像处理工具箱对干涉条纹做了判读,并分别运用Abel法和小波变换法重建温度场。测量结果表明,温度场的空间分辨率为0．051cm,误差小于4．8％。     

子孔径拼接检测凸球面技术研究

为了解决大口径凸球面镜高精度检测问题,建立了子孔径拼接检测数学模型,模型以全局优化算法及最小二乘拟合算法为基础,优化得出被检测镜面全口径面形,并基于该数学模型对一口径120 mm凸球面镜完成了拼接检测,检测中共测量5个子孔径。由检测结果可以看出,拼接面形表面光滑连续,无拼接痕迹。为了验证拼接精度,在子孔径检测中另取一用于评价拼接精度的自检验子孔径,完成了对应子孔径的检测,并将拼接结果与自检验子孔径检测结果进行了点对点相减,从而获得残差图,实验结果表明:残差图PV值为0.014,RMS值为0.003,表明拼接结果的可信性,验证了算法的可靠性与准确性。     

子孔径拼接检测光学平面反射镜技术

干涉检测作为高精度光学面形加工的基础,其检测精度决定了加工精度。为了解决大口径光学平面反射镜检测问题,基于子孔径拼接算法,提出了一种拼接因子用于重叠区域取值,同时利用 100mm口径干涉仪对120mm口径平面反射镜完成拼接检验,并将拼接检测结果与利用150mm 口径干涉仪直接检测结果进行了对比分析,实验结果表明,拼接结果无拼痕,拼接检测结果与全口径测量结果PV 与RMS 的相对偏差分别为7.25%与7.14%,检测面形是一致的,由此验证了拼接检测的可靠性和准确性。     

光学元件面形的环路径向剪切干涉检测方法研究

提出了将环路径向剪切干涉(CRSI,Cyclic Radial Shearing Interferometry)术应用于光学元件面形检测的新方法.设计了基于环路径向剪切干涉检测光学元件面形的光路系统.根据环路径向剪切干涉法的波前重建算法,模拟计算了任意波前的重建情况,同时在基于开普勒望远系统的环路径向剪切干涉仪上实际测量了一个已知光学元件的面形.结果表明,文中提出的波前重建算法和采用的光路系统可用于实际光学元件面形的准确检测,系统的重复性也得到了研究.     

光纤干涉测量零位系统的设计

介绍了一种干涉测量系统中零位点的确定及信号处理的方法，它采用编码光栅，利用光电转换技术，获得高精度的定位信号，同时对光栅编码进行了计算机仿真。     

基于光谱分析的高精度颜色测量系统

为解决颜色测量过程中光源分布不均匀、外界环 境光影响和测试结果误差大等问题,提 出并实现一套在稳定均匀光源下的高精度颜色测量系统。系统主要由标准光源对色灯 箱、PR-670 亮度色度计及测色软件3部分组成。对市售标准光源对色灯箱进行了整体重建与 升级改进, 通过安装棱镜板、扩散板等装置,提供稳定且均匀的光源;应用PR-670 亮度色度 计精确获得被测颜色的色度、三色刺激值、光谱、色坐标和亮度等,其中色坐标的精确度 达到10－4;通过LabVIEW开发的测色软件将参数显示、搜集并综合比较,支 持数据读写功能,得 出被测颜色的色彩本质属性。实验结果表明,被测颜色物体在一般的标准光源对色灯箱内, 随着位置的 不同色坐标存在较大差异,其X、Y方差为Sx=3.40046×10－5,Sy=4.73875×10－5。在改进后的灯箱内部, 色坐标较为密集、稳定,其X₁、Y₁方差为Sx₁=8.18249×10－6,Sy₁=1.59099×10－5 。通过对比可知,本文系统较大提高光源分布均匀性,缩小测试误差,实 现了仪器的自动化控制。     

一种双通道光纤光栅温度检测系统的研究

光纤光栅以其独特的优点,在温度测量中得到了越来越广泛的应用.在用分布式光纤光栅阵列进行测温时,由于受到传感光栅之间的缓冲区和探测范围的限制,使得测温点数有限.文章提出了基于光强的双通道分布式光纤光栅温度检测系统,在未改变缓冲区和探测范围的前提下,扩展了测温点数.     

基于改进粒子群算法的室内可见光通信系统灯源布局

针对传统室内可见光通信(VLC)系统中光源分布的不均匀性导致的通信盲区和通信质量不平稳等问题,提出一种位置和灯源参数联合优化的方法.该方法在不改变传统布局的总功率前提下进行发光二极管(LED)阵列的重新分配,其次遍历搜寻各LED阵列的最优位置,最后运用改进的粒子群优化(PS0)算法对各LED阵列中的参数进行优化.仿真结...     

光斑均匀化在声光偏转相干探测系统的应用研究

针对声光偏转效应相干探测系统信号光斑随射频信号变化的偏移特性,利用光斑重叠物理模型,研究光斑结构与混频效率的关系,分析光轴偏移、探测器有效光敏面半径以及本振光能量匹配等因素对相干光探测效率的影响。计算机仿真和实验测试验证表明,以能量分布均匀光斑作为本振光斑,有利于在一定范围内漂移的信号光与参考光重叠相干混频效率改善,当信号光偏移量±0.5 mm内,重叠效率下降不到5%,通过光斑结构及能量分布的研究,为后续实际应用提供参考依据。     

利用点光源干涉测量平板的楔角

运用光的干涉理论 ,分别讨论了点光源在楔形平板情况下的干涉条纹及光强分布 ,并推导出测量平板楔角的一种新方法。运用该方法时平板楔角进行了测量 ,获得了精确的结果 (不确定度 <10 - 5)。     

旋光测量系统的新设计

为了提高测量精度,设计了一种利用偏振光干涉法测量物质旋光率的新系统,并对石英晶体旋光性质进行了测定,测量结果的相对误差小于1%,实验证明其测试精度和使用效果都比传统方法有了明显的提高。     

一种用于高斯光束远场整形的小型双透镜系统设计

为了实现高斯光束的远场均匀投射,利用Zemax 优化设计了一种由双凹、平凸双透镜组成的小型匀 光组件。基于理想均匀光斑在其径向上的照度积分与半径呈线性关系的原理,首先利用双凹 透镜缩短光路, 然后对平凸透镜进行约束优化。该组件长度为24mm,可对波长1064nm、腰斑直径400μm 的激光束实现 发散角为6.6°的远场均匀投射。经过设计模型在10m、30m 和40m投射距离处的模拟仿真,结果 显示在4个投射距离处的光斑均匀度都大于93.9%,能量利用率均高于 90%。该匀光组件仅由2个球面和 1个二次曲面构成,结构简单,间隔和厚度公差可达±0.03mm,拥 有良好的可加工性和实用性,在激光通信、激光干涉照明等领域中具有潜在的使用 价值。     

激光半主动导引头光学系统设计

激光制导导引头是当今最常用的制导装置,本文设计的激光半主动制导导引头由光学接收系统和一个四象限探测器组成。本文对四象限探测器的工作原理进行了分析介绍。结合激光器的发射功率、作用距离与四象限探测器的参数,对导引头光学系统参数进行了计算与分析,得到了系统入瞳的最小尺寸。应用ZEMAX软件对激光半主动导引头的光学系统进行了优化设计,并通过包围圆能量曲线、光斑均匀性等对光斑质量进行了评价。使用MATLAB软件对能量曲线进行拟合,根据拟合曲线对光斑的能量分布进行评价。     

光传送网中的关键光器件

光器件是光传送网的基础单元之一，本主要综述光传送网中的关键光器件：光源与光探测器、光波分复用/解复用器、光放大器、色度色散与偏振模补偿器及光开关等。比较了各种光器件的主要技术方案，特别针对的是已实用化的技术方案。最后讨论了光器件的尺寸小型化、微型化以及多功能集成等发展趋势，介绍了光器件的集成方式如：传统分立光器件的集成，平面光波导集成，以及混合集成等。