大辐照面积发散太阳模拟器光轴调整方法

为实现大辐照面积发散太阳模拟器的光轴调整,结合太阳模拟器光学系统的组成,提出了一种太阳模拟器光轴调整方法。首先分析了装调基准光轴的建立依据,设计了基准光轴的建立方法;其次提出了转向平面反射镜组、组合聚光镜和积分器组的装调方法;最后分析了倾斜调整结构设计原则与最佳支撑布置方式,基于等边三角形3点支撑形式,设计了转向平面反射镜组的光轴一致性误差补偿结构。装调后实验结果表明,太阳模拟器工作距离在20 000 mm处,光斑直径为1 540 mm,辐照强度为1 370 W/m~2,辐照不均匀性为8.8%,满足太阳模拟器技术指标要求,为太阳模拟器光学系统提供一种装调思路。     

大曲率半径球面反射镜球面误差的改善

结合环形抛光工艺,提出了新的球面抛光方法,以满足环形激光器、同步辐射加速器、光学振荡器等对大曲率半径球面反射镜球面误差的特殊要求.基于Preston抛光方程,分析了传统工艺在抛光过程中球面区域沿径向不同点的相对运动轨迹,建立了抛光过程材料去除模型.运用所建立的数学模型对大曲率半径球面反射镜传统抛光过程进行计算机仿真,揭示了传统抛光方法产生球面误差的两个原因,即工件无法始终处于抛光盘工作区域内以及工件自转与抛光盘转速不一致.由此提出增大抛光盘面积和驱动工件同步转动两条措施来降低球面误差.应用提出的新工艺加工了半径为6 000 mm的大曲率半径球面反射镜,测试显示其球面误差△R/R＜0.02,粗糙度小于0.25 nm,表面疵病达到0级,满足设计要求.     

基于LED阵列光源的太阳模拟器

针对目前LED太阳模拟器辐照度低、光谱匹配性差等不足,提出一种由LED阵列光源,菲涅尔透镜、光学积分器、准直物镜组成的LED太阳模拟器。首先根据多光谱拟合理论,在400~1 100nm优选15种不同波段的LED光源,计算出光源所需功率,实现太阳光谱的精确匹配。其次优化设计了菲涅尔透镜、光学积分器以及准直物镜,校正了太阳模拟器的像差,提高了太阳模拟器的能量利用效率以及辐照均匀性,并利用LightTools软件对所设计的光学系统进行仿真分析。最后搭建了光学系统实验装置,测试结果表明:100mm×100mm内的辐照度达到1 376.3 W/m~2;拟合的太阳光谱匹配度达到AM1.5条件中的A级,辐照不均匀度为±1.73%,辐照不稳定度为±0.82%,综合性能指标达到太阳模拟器中的3A级水平。     

大面积发散太阳模拟器均匀照明方法研究

为实现太阳模拟器的大辐照面积均匀照明,研究了大面积发散太阳模拟器光学系统的设计与仿真。分析了复眼透镜阵列组与发散投影系统工作原理及旁瓣效应产生机理;基于嵌套建模思想,结合多项式拟合方法,得出了氙灯轴上强度分布曲线,并根据氙灯发光能量对称性质,实现了氙灯空间光强分布模拟;结合提出的光学系统设计边界条件与参数,设计了光束整形系统、复眼透镜阵列组和发散投影系统。实验结果表明：当工作距离为20000mm,辐照面直径1500mm范围内,辐照均匀度为92.8%,满足了大面积发散太阳模拟器均匀照明的使用需求。     

大面积发散太阳模拟器的均匀照明

为实现太阳模拟器的大辐照面积均匀照明,研究了大面积发散太阳模拟器光学系统的设计与仿真。分析了复眼透镜阵列组与发散投影系统的工作原理及旁瓣效应的产生机理;基于嵌套建模思想,结合多项式拟合方法,得出了氙灯轴上的强度分布曲线,并根据氙灯发光能量对称的性质,实现了氙灯空间光强分布的模拟;结合提出的光学系统设计边界条件与参数,设计了光束整形系统、复眼透镜阵列组和发散投影系统。实验结果表明:大面积发散太阳模拟器的工作距离为20 000mm,辐照面直径为1 500mm,辐照均匀度为92.8%,满足均匀照明的使用需求。     

空间相机反射镜镜面面形处理

镜面面形误差是空间相机反射镜的重要指标之一,对空间相机反射镜结构的设计及优化具有重要的指导意义。为分析空间相机反射镜在各种工况下的面形误差情况,以球面镜为例,对镜面面形误差的计算方法进行了研究。采用三种不同的球面拟合方法对变形后的反射镜镜面进行球面拟合,并计算得变形后反射镜镜面面形误差的RMS值和PV值。最后,通过计算实例对三种面形误差计算方法进行了比较,结果表明三种计算方法精度均满足空间相机反射镜镜面面形误差计算精度要求(优于1nm),综合考虑计算精度及效率,高斯-牛顿法为最佳计算方法。     

双V型低倍聚光光伏设计及经济性分析

光伏电池板常采用聚光方式增强发电性能并降低发电成本,聚光器一般选用玻璃反射镜来提高光伏的聚光比,但玻璃反射镜具有易破损、重量大等缺点,从而变相增加了聚光器的成本。针对以上问题,设计了一种新型的低倍聚光结构,反射镜采用铝板贴膜方式减轻聚光器重量并降低成本。建立了聚光器的数学模型,根据聚光镜的结构尺寸、镜面角度进行经济性分析,得出聚光器的最优角度,实现经济效益最大化的目的。     

凸面光栅成像光谱仪的干涉法装调

研究了Offner凸面光栅成像光谱仪同心分光系统的装调方法.将双光束干涉基本原理与同心光学系统基本特点相结合,提出了适用于Offner凸面光栅成像光谱仪的干涉装调法.该方法首先对凸面光栅成像光谱仪同心光学系统的两个凹球面反射镜进行同心装调,由于单个球面反射镜的离焦量难以调整至零,故引入相对离焦使两个反射镜的离焦量相等,...     

太阳模拟器的光谱辐照度分布

以两种方式列出了一个有代表性的中国太阳模拟器TM-500D的光谱辐照度分布数据。数据表明该太阳模拟器是标定和复制标准太阳电池的一种理想系统。介绍了评价太阳模拟器光谱照度分布的一种新方法。     

双3-RRS超冗余驱动飞行模拟器力矩传递性能分析

以双3-RRS超冗余驱动飞行模拟器的运动机构为研究对象,分析该运动机构的力矩传递性能。该飞行模拟器具有3个转动自由度,6个驱动,其中有3个冗余驱动;两个完全相同的3-RRS球面并联机构构成飞行模拟器的运动机构。由于只建立一个定坐标系,所以该球面并联机构广义上仍然具有一个定平台,一个动平台,整个动平台即为飞行模式器座舱。通过反对称坐标系的建立确定了支链的方向余弦,以此为基础给出超冗余球面并联机构的雅可比矩阵。主要分析双3-RRS超冗余驱动飞行模拟器力矩传递性能指标和3-RRS非冗余驱动飞行模拟器力矩传递性能指标,给出了力矩传递性能图谱,并根据三维图谱给出了分析结论。     

上海水平仪厂向您提供——高质量光学元件

我厂生产的各种类型光学元件,如球面物镜、聚光镜、各种梭镜及平面反射镜等,除应用在本厂生产的GD型光学读数头、TS光学对中心仪及各种类型的投影仪外,还配套安装在M9017光学曲线磨床、T4145、T4163光学坐标镗床及D6140A和D7125电火花机床上。组装后的光学系统,成象清晰,受到用户欢迎。目前,我厂生产的光学元件最大尺寸为400×400mm或φ400;最小尺寸为4×4mm或φ4;椭圆度不超过0.25μ,达到了较高的精度。我厂还制造各种高精度的光学度盘、光栅盘及直     

气象辐射计量检测系统装调方法研究

为满足气象辐射计量检测系统对气象辐射表的检测与标定要求,以研制太阳模拟器及多维检测平台为研究对象,提出了一种系统装调方法。建立气象辐射计量检测系统装调流程后,完成气象辐射计量检测系统装调过程,分析光学积分器对辐照均匀性的影响,并给出辐照不均匀性测试方法。通过实验测试,该气象辐射计量检测系统可完成不同时段太阳光束的精确模拟,并满足中60mm口径内辐照不均匀度在±1％范围内。,φ170mm口径内辐照不均匀度在±2％范围内的设计要求。     

瞬时(零点)量热计标定装置光学系统计算

文中给出与通常稍有不同的聚光镜光学设计方法.用简单的近似方法计算出聚光镜第二焦面上给定口径内的平均辐照度;利用现有25千瓦氙灯,在第二焦面φ9毫米口径内可望得到4千瓦/(厘米]²的平均辐照度.计算出聚光镜光学参数和氙弧离焦量对第二焦面上辐照度的影响,选取了聚光镜最佳参数和氙弧最佳离焦量.提出了进一步提高辐照度途径,其中估算了加入与第一焦点同心的球面反射环带的效果.文中也给出标定装置中吸收率测定装置的光学系统有关参数,估算出零点检测器端头处辐照度可达1.0瓦/[厘米]².     

音圈电机驱动的球面副支撑式快速控制反射镜设计

为了精确控制光束的传输方向,设计了一种以直线式音圈电机为驱动器的球面副支撑式快速控制反射镜(FSM).在明确所需FSM系统功能和设计要求的基础上,分别对其机械结构、平面反射镜、驱动元件以及角度测量元件进行了设计和选择.完成精密加工、装配、调试后,对FSM系统进行了实验测试分析.结果表明,该球面副刚性支撑式FSM系统结构...     

激光球面多光束干涉仪

一概述本仪器是用氦委书记—氖气体激光管做光源来检验会聚光波偏离球面波形的程度的多光束干涉仪器.本仪器的具体结构可用来无接触地检验球面曲率半径大于130mm、口径半径比小于1:2.5的镀铝凹球面反射镜;加辅助的标准球面或平面镜后可以检验平面、凹凸非球面二次曲面反射镜、玻璃的均匀性、各种望远物镜、光学系统的质量及安装变形等.     

大口径长条形反射镜组件自重变形的仿真与试验

研究了空间光学遥感器的大口径长条形反射镜组件在自重载荷作用下的面形变化,实验验证和定量分析了Zernike多项式拟合法以及球面方程拟合法得到的仿真分析结果的精度。介绍了Zernike多项式拟合法以及球面方程拟合法的基本原理,分别用这两种算法对大口径长条形反射镜组件在自重载荷作用下的面形变化进行了仿真分析。根据误差合成原理,提出了依据翻转前后两个状态的面形检测结果计算镜面面形变化的方法;针对离轴反射镜在面形检测过程中存在离轴量与镜面像散互相补偿的现象,求解了离轴量变化量与镜面像散的关系。试验结果显示:Zernike多项式拟合法的计算精度为74.2%,而球面方程拟合法的计算精度为12.6%;对仿真分析结果的误差评价表明,采用有限元法得到的仿真分析结果的理论精度值为10%左右,与球面方程拟合方法的计算精度12.6%基本吻合。研究表明,由于Zernike多项式拟合法自身的局限性,不适合对长条形反射镜面形变化进行拟合,而球面方程拟合法的计算精度能够满足工程要求。     

宽谱区折—反射物镜

本文以对带辐射的记录－存储－读出装置,在波长２００－１１００ｍｍ宽谱段工作的光学系统的放大率色差的修正要求为根据,介绍了无非球面,在指定谱区很好地修正了单色象差和色差的,象面平坦的物镜。该物镜包括一个表面曲率半径相等的凹球面反射镜和凸球面反射镜系统以及一个非焦象差补偿镜,补偿镜由二个或三个石英透镜组成。     

一种大平面单拱反射镜同心安装结构的设计

介绍了一种前表面为凹面、后表面为单拱抛物面的大平面反射镜同心安装结构,可以保证大平面反射镜与探测器安装的同心度。这一同心安装结构采用锥面定位方式,通过球面副的调节使整个反射镜能较好地保证反射镜与探测器的同心度,且安装强度高,安装内应力小,对有同心要求的大平面反射镜安装结构设计有参考价值。     

一种非共轴椭球面聚光阵列式太阳模拟器

经过理论分析,设计了一种非共轴椭球面聚光阵列式太阳模拟器。为了验证该模拟器的可行性,进行了光学性能检测试验,试验结果表明成像光斑质量较好,系统传递效率较高,从而为太阳模拟器的研发与创新提供技术支持。     

三自由度冗余驱动飞行模拟器设计及分析

提出一种三转动自由度冗余驱动飞行模拟器。在3-RRR球面并联机构的基础上,通过球面平行四边形机构的引入而实现冗余驱动,从而克服电机驱动相对于液压驱动功率相对较小的缺点。将一般3-RRR球面并联机构的参数进行变化,从而设计出体积相对较小的运动机构。利用空间球面解析理论建立了各支链的方向余弦,在方向余弦建立的基础上给出机构的雅可比矩阵。利用支链夹角不变原理建立了机构的约束方程,进行了运动学反解分析。考虑球面平行四边形冗余驱动支链的干涉情况,根据向量叉积定理计算得出了输入转角范围,并通过一种数值正解算法计算得到机构给定输入参数的工作空间。分析结果表明,在给定特定结构参数的情况下,所提出的飞行模拟器具有转角大的优点,远远大于传统的Stewart机构,从而为飞行模拟器的实际应用提供一种新的选择。