一种小型化探测器固联于弹体式导引头光学系统设计

为实现探测器组件固联于弹体且导引头结构小型化,采用了由特殊棱镜与反射镜组成的光学滑环式光机结构设计。光学系统的前镜组、反射镜嵌入内框架,实现±90°扫描运动;内框架、特殊棱镜组件嵌入外框架,实现360°扫描运动,进而使光学系统具有前半球的跟踪视场。设计结果表明光学系统在-70℃～＋90℃温度范围内调制传递函数接近衍射极限,成像清晰,满足光、机、热一体化设计要求。实验结果显示,研制的光学系统其焦距60 mm,视场大小为3°,在20 lp/mm处,轴上视场的调制传递函数（MTF）高于0.7。系统实现了探测器组件固联于弹体及光机系统小型化的目的。     

双通道成像光谱仪共用离轴三反射光学系统的设计

提出了一种双通道共用一个主光学的推帚式高光谱成像仪光学系统,该系统由离轴三反射主光学系统、狭缝、准直镜及分色镜、可见近红外光谱仪后光学和短波红外光谱仪后光学组成,设计中采用双通道共用离轴三反射主光学系统,不仅满足了成像仪大视场、宽谱段的要求,而且提高了系统的光学效率,使系统结构更加紧凑,双通道光谱仪均采用棱镜-全息透射光栅-棱镜分光组件分光,实现了宽光谱分光,提高了衍射效率,系统实现光谱范围覆盖450～2500 nm,全视场达23.9°。     

Fery棱镜光谱仪设计

Fery棱镜是一种变化的棱镜.利用Fery棱镜作为主要色散元件,设计了具有宽光谱波段的太阳光光谱仪的光学系统.系统采用FeDr棱镜与反射镜分离的方法增加了设计的自由度,使系统在整个光谱范围内有较高的成像质量,实现了宽光谱范围的光谱分析.系统的光谱范围为0.3～2 μm,数值孔径为0.03,焦距为218 mm,Fery棱镜的材料为SiO2.该棱镜光谱仪的光谱范围宽,相对传统棱镜光谱仪具有器件个数少、质量轻、结构紧凑等优点.     

柔性轴承有轴系快速反射镜结构设计

快速反射镜是自适应光学中重要的光学元件,比较了有轴系和无轴系快速反射镜两种结构形式的性能,分析了不同的工作特点和应用特征,在此基础上设计了一种新的有轴系快速控制反射镜结构。轴系利用柔性轴承无摩擦、转角大的特点,通过分析计算提出了适用的参数,选择了相应的柔性轴承.该设计结合了有轴系和无轴系快速反射镜的优点,提出了一种具有发展前景的快速反射镜结构。     

稳定平台轴系精度对视轴指向误差的影响分析

为提高双框架稳定跟踪平台的控制精度,需要对机械误差造成的视线角误差进行严格的控制,要求设计轴系在现有加工水平和轴承精度水平的基础上保证高的回转精度.轴承孔的同轴度、轴承跳动、结构挠度等是影响轴系回转精度的主要因素,文中对这些因素造成的轴系回转误差进行了分析与综合,并针对某样机进行定量的分析,得到了轴系的运动误差,计算了...     

基于激光多普勒效应的轴系振动综合测量

为了实现轴系的实时综合振动测量,提出了一种基于激光多普勒效应的能同时测量轴系弯曲振动与扭转振动的方法.设计了能分离轴系瞬时转速与其截面弯曲振动的多普勒外差干涉光路;针对弯扭振动特性搭建了相应地测试平台,并对贴在轴系上不同反光膜对多普勒频移影响进行了测试与对比,分析了微棱镜与玻璃微珠回归反射特性对轴系空间振动的影响;最后,在轴系表面采用回归反射强度特性显著的玻璃微珠反光膜,以削弱动态反射表面对多普勒效应的影响.针对数控立式铣床的切削转轴进行了相应的测量,结合设定的转速进行对比分析,结果表明:该原理可实现对轴系瞬时转速的波动与弯曲振动实时精确测量,其线速度的测量偏差小于±0.5 mm/s,可满足高速旋转状态下的轴系振动综合测量.     

超低阈值电流的InGaAs激光二极管

本文介绍的Glan-Taylor棱镜是一种重要的Glan型冰洲石偏光棱镜,广泛用于各种光学系统中。本文从半视场角与棱镜切割角的关系入手,分析了影响Glan-Taylor棱镜结构的若干参量,并介绍了一种棱镜设计方法,可以对用于任一波段起偏的这种棱镜实现结构的优化设计。     

Glan－Taylor偏光棱镜的设计

本文介绍的Glan-Taylor棱镜是一种重要的Glan型冰洲石偏光棱镜,广泛用于各种光学系统中。本文从半视场角与棱镜切割角的关系入手,分析了影响Glan-Taylor棱镜结构的若干参量,并介绍了一种棱镜设计方法,可以对用于任一波段起偏的这种棱镜实现结构的优化设计。     

600mm薄镜面主动光学望远镜轴系结构设计

为研究大型望远镜薄镜面主动光学的核心技术,以600 mm望远镜为缩比系统,采用高精度标准轴承设计了具有快速装调、高互换性和便于维护等特点的俯仰-方位轴系结构.俯仰轴系由向心角接触球轴承构成,方位轴系由推力球轴承和双列圆柱滚子轴承构成.采用有限元软件Patran仿真得到了系统的前三阶固有频率和振型.分析了影响轴系回转精度的误差源,采用谐波理论对轴系误差测量结果进行了处理,得到俯仰轴系晃动误差为4.2,方位轴系晃动误差为9.3.望远镜在外场观星试验中得到了比较理想的成像效果,验证了轴系结构设计的合理性和正确性,并为中小型望远镜高精度轴系的研制提供了设计依据和技术途径.     

一种半导体激光束聚焦和整形的光学装置

提出一种用全对称光学系统校正半导体激光固有像散，并用双胶合棱镜实现光束整形的新办法。该方法具有制造和装配简便等特点。给出了一种实用的设计方案和获得了高质量的聚焦、整形光束。文中还讨论了准直镜与双胶合棱镜的设计方法。     

摆扫式面阵CCD航空相机的像旋转分析

航空相机在进行拍照时,通常采用45°扫描反射镜绕光轴摆扫或步进,进行多行迹摆扫式拍照,以增大对地面景物的观测范围,但当扫描镜绕光轴旋转对物体进行观测时,物体反射像也将绕轴进行旋转,目标相对探测器(CCD)产生了像旋转。通过运用光线矢量与光轴旋转变换的方法,建立了相机的数学模型。根据该模型,针对扫描反射镜旋转所产生的像旋转,利用光学矩阵建立了扫描镜转角与像旋转角之间的关系,对比各种消除像旋方法的优缺点,提出了采用扫描镜与像面旋转机构同步旋转结合的方法实现消除像旋,为工程设计提供了必要参考。     

别汉棱镜角度误差对光轴一致性影响的研究

在周视扫描成像系统中,需要通过特定光学元件进行消像旋.别汉棱镜是最常用的消像旋元件之一,由于棱镜的角度误差对系统光轴的影响较大,因此对别汉棱镜的角度误差要求非常严格.本文通过分析推导反射光线、折射光线以及三维坐标系旋转的矢量形式表达式,建立了别汉棱镜的角度误差模型,在此基础上分析了入射光轴经别汉棱镜折反射之后出射光轴的...     

基于极大似然估计的TMT三镜轴系装调

为了完成TMT三镜轴系的检测与装调,引入了极大似然估计来完成TMT三镜轴系装调。首先提出利用两过定点的相交拟合平面辨识一条空间直线;之后考虑到测量数据噪声类型的不确定性,提出使用极大似然估计对三镜机械轴位置参数进行辨识,并在MATLAB产生的一组带有高斯白噪声的训练集上对两个拟合平面所过定点位置进行优化,拟合轴线与理想轴线的夹角由优化前的6.29降低为优化后的5.24,优化量为17%;然后选定Vantage激光跟踪仪作为TMT大型轴系的检验工具,利用之前的优化方案,得出在该方法下TMT三镜轴系的定位残差为2.9,小于TMT招标方提出的指标4。文中将极大似然线性拟合用于TMT三镜轴系装调,提出了一种实时性强、适用范围广的方法,对于其他大口径光学系统轴系的检测与调节也有很大的借鉴意义。     

像旋扫描在红外成像系统中的应用研究

分析了采用像旋扫描原理扩大视场的途径,并建立了一个二次成像结构的设计模型.采用别汉棱镜作为像方一维扫描器件,并通过偏置致冷型中波红外探测器,实现了光学系统出瞳与冷光阑的完全匹配.此外,采用光学被动消热差以保证不同温度下的像质.该模型的相对孔径为1∶3,波长为3.7～4.8μm,焦距为34 mm,视场为士20°.通过采用...     

某光电系统消像旋组件谐振频率分析

消像旋组件作为周视光电系统的重要组成部分,机电伺服控制的稳定性和精度是消像旋组件的关键指标。本文基于多体动力学的理论,对轴系的谐振频率进行了详细的公式推导,并借助动力学仿真软件辅助计算,同时对实物进行实际扫频验证,结果基本满足理论计算要求。本文的分析能够为伺服控制的机电设计提供可靠的依据,能够有效的缩短产品的研制周期。     

一种基于遗传算法的快速景象匹配算法

常规的归一化灰度互相关匹配算法是搜寻区域上的所有点,效率较低,在实时图存在旋转时,会影响匹配的精度。为此,在对典型的基于灰度的景象匹配算法进行分析的基础上,结合遗传算法和分层搜索策略设计了一种快速匹配算法。算法在匹配过程中考虑了存在旋转变化实时图像的处理,从而省去了图像对准的预处理,节省了时间。遗传算法和分层搜索策略的...     

跟踪测量平台密珠轴系的摩擦与控制研究

为了满足跟踪测量平台高精度和系统稳定性的要求,分析密珠轴系摩擦力矩的产生原因,并阐述对控制系统的影响,对影响摩擦力矩的主要因素进行研究试验,提供控制方法.     

大型天线座方位支承转动装置结构设计

介绍了某大型天线座方位支承转动装置的结构设计方案。该设计方案中采用了能同时承受径向力、轴向力和倾覆力矩的特大型钢丝滚道轴承。文中对钢丝滚道轴承的承载能力进行了校核，对主要结构件的刚度进行了分析计算。尤其是在钢丝滚道轴承的滚压磨合方法中提出的递增加载原则、载荷作用线与轴承旋转轴线重合原则和刚度原则。是工程设计和实践经验的总结。     

激光雷达轴系摩擦力矩检测设备自更新控制算法及验证

对测量激光雷达轴系动摩擦力矩数据波动较大、重复测量精度低等问题开展研究,将基于测试主轴控制系统构建的数据云与GA-BP算法进行融合,提出了激光雷达轴系摩擦力矩检测设备自更新控制算法。以测试主轴的实际转速、理想转速、转速误差和转速误差变化率构建数据云,使用密度及距离信息实现数据的添加和删除,通过GA-BP算法实现在线控制参数的整定。以激光雷达轴系摩擦力矩测量设备测试主轴和被测轴系为研究对象,通过仿真实验证明该方法与使用Z-N-PID算法的控制系统相比,提高了系统抗干扰性。通过激光雷达轴系动摩擦力矩检测设备进行摩擦力矩检测,实验结果表明,所提出的自更新控制算法相比于Z-N-PID算法平均过冲量降低了12.77%,稳定后数据标准差降低了5.00%~40.63%,重复测量误差降低了24.20%~71.66%。