基于菲涅尔双棱镜的在轨小角度测量方法

利用菲涅尔双棱镜反射测量三维小角度的方法是一种利用成一定夹角的两面反射镜代替单块平面反射镜的改进型自准直测量方法,通过建立反射光斑位移与反射镜旋转角度的数学关系,求解获得空间三维角度变化。但是在传统菲涅尔双棱镜测角方法的建模中,物体的空间角偏转状态由一个固定顺序的动态转角过程给定,其建模方式求解结果不唯一,且转角表达不直接。针对用于在轨三维小角度测量的菲涅尔双棱镜测角法,提出了一种新的建模方式,构建了初始状态与最终状态的空间角度变化的数学关系,该模型不受转角顺序的影响,其求解结果具有唯一性,且对于三维角度偏转表达更为直接、客观,同时使得菲涅尔双棱镜三维测角法适用于更大的测角范围。最后,通过仿真计算验证了这种建模方式的正确性。     

一种机载双天线InSAR基线动态测量方法

机载双天线InSAR系统两个天线非刚性连接时,为保证高程测量精度和成像质量,必须对干涉基线进行动态精密的测量。该文研究了一种基于单相机和激光测距仪组合的动态基线测量方法,通过分别测量两个天线的中心位置和姿态,得到干涉基线长度和基线角。论文对该方法进行了原理性研究和地面验证实验,实验通过可精确控制轨迹的运动平台模拟天线运动,实验结果表明该方法在8 m摄影距离处位置测量精度优于0.2 mm,姿态角精度优于70,是动态测量干涉基线的有效方法。     

变形双棱镜的一种加固设计方法

本文叙述了一种变形双棱镜的加固设计方法,它能够完全消除温度变化与激光波长漂移对光束输出方向的影响,适于对二极管激光束进行变形.     

激光扫描角度测量研究

介绍一种用激光扫描技术进行角度精密测量的系统,该系统利用直角棱镜在激光扫描时能将转角转换为线性位移的测量原理,用CCD器件测出扫描光的线位移,也就可测出角度变化的大小,从而实现转角精密测量,具有测量范围大、精度高,数字化的特点.     

一种精确的小角度测量方法

文章介绍了一种精确的小角度测量方法的原理及其应用装置。通过实验对比，验证了该方法的准确性(精度可达2%)。将该方法及装置应用于硅材料纵向杂质分布的扩展电阻测试，可大大提高浅结结深测量的准确度。     

基于直角棱镜的气体传感器在能见度测量中的应用

用基于两个相同直角棱镜构成的气室,以不同的灵敏度分时测量气室的输出光强度,来测定大气消光系数,再根据科施米德(Koschmieder)定律计算大气能见度。测试结果表明,用基于直角棱镜的气室测量的数值与直接透射法所测的数值具有很好的相关性,相关系数为0.98;直角棱镜底面的轻度污脏对测量的影响可不考虑,该方法抵抗环境污染影响的能力较强,提高了长期可靠性。气室输出光束被聚焦后,用光纤束接收并传输到光电探测器,有效抑制了旁轴光束的干扰,光纤分布的不均匀性产生的附加误差小于2.0%。将暴露大气中的光学元件加热,控制了结露现象产生的影响。     

采用Wollaston棱镜的空间调制干涉成像光谱仪

空间调制干涉成像光谱仪相对时间调制型干涉成像光谱仪具有稳定性强、实时性好、小型化、费用低等特点,Wollaston棱镜分光系统的参数设计直接关系到光谱仪性能的优劣,针对Wollaston棱镜分光原理展开分析和计算,给出不同材料Wollaston棱镜在不同结构角条件下分束角与波长的关系以及不同波长条件下入射角与棱镜厚度的关系,给出了选择和设计Wollaston分光棱镜的一些原则,为可应用于航天遥感的空间调制干涉成像光谱仪的设计及研制提供理论依据。     

一种提高悬臂粱振动参数测量技术的研究

正弦相位调制干涉测量技术是一种高精度光学测量技术,可用于MEMS振动、振动分布、位移等物理量的测量。本文提出一种提高悬臂粱振动参数测量精度的方法,并分析了测量原理。该方法通过反馈控制回路消除了外界干扰和光强调制对测量精度的影响,并以纳米精度对悬臂粱的振动进行了检测,可得到悬臂粱在光激励下发生振动的相关振动特性参数。     

双Wollaston棱镜分光特性的研究

对双Wollaston棱镜中光波的传播特性进行了细致和深入的分析,给出了棱镜中生成的两束光光程差的具体表达式,为偏振型空间调制干涉光谱仪的设计和应用提供了理论依据.在不同切割角条件下,对光程差与入射角的关系进行了计算机模拟.模拟结果表明光程差和入射角的关系具有较好的线性,切割角越大的线性越好.但是切割角大,光容易从棱镜侧面逸出.选择必要的切割角、合适的入射点和恰当的入射角范围是设计双Wollaston棱镜型干涉光谱仪必须考虑的问题.     

一种基于单片机的相位测量方法

介绍了一种将相位信息转化为时间的相位测量原理，以51单片机为核心实现了相位的测量且给出了相应的单片机程序实例。     

共光路干涉式微小楔角的绝对测量

提出一种对于微小楔角的绝对测量方法，这种方法具有很高的系统稳定性和抗干扰能力，测量速度和精度较一般光路也有很大程度的提高。     

集成薄膜晶体管液晶空间光调制器光调制特性的实验研究

提出一种测量液晶空间光调制器（liquid crystal spatial light modulator．LCSLM）光调制特性（振幅调制特性和相位调制特性）的新方法。采用Mach-Zehnder干涉仪光路，在其中一臂中引入4f成像系统。把LCSLM放置在4f系统的输入面上作为图像输入器件，用位于4f系统输出面上的高性能CCD记录输出图像或输出图像与参考光的干涉条纹。根据输出图像的强度和强度均匀性测量LCSLM的振幅调制特性；根据干涉条纹分布测量LCSLM的相位调制特性。与已有方法相比，该方法不仅可测量LCSLM的振幅和相位调制特性曲线，还可测量器件单个像元上的振幅和相位调制特性。文中以一种薄膜晶体管扭曲向列型LCSLM为例，测量了其振幅调制响应曲线、振幅调制均匀性和相位调制均匀性，实验结果证明了该方法的正确性和实用性。     

基于双Wollaston棱镜的偏振测量系统的精度分析

为了研究航天偏振辐射计的偏振测量精度,从偏振参量的反演过程出发,结合偏振辐射定标的方法,得出Wollaston棱镜安装角度误差和因加工工艺等造成的光束非正交的角度误差对偏振测量有一定的影响。结果表明,在角度误差一定的前提下,偏振度测量误差随入射光偏振态的变化而变化;当Wollaston棱镜角度误差都控制在0.1°内,偏振度测量精度满足航天偏振辐射计的指标要求。     

利用新型偏振器件实现方位角测量

为了实现偏振光信号发生单元起偏器光轴方位角的精确测量,介绍了一种采用磁光调制技术与利用直角棱镜和自准直仪来引出光轴方位角的装置及其工作原理,并指出采用普通检偏棱镜时存在的问题。为解决该问题,基于格兰-泰勒棱镜的工作原理设计了一种新型偏振器件,该器件采用三块材料参数完全相同的方解石晶体构成,位于两侧的晶体均可分别与中间的晶体形成一个格兰-泰勒棱镜,使其翻转180前后均能实现检偏功能;详细介绍了该器件的工作原理及安装和工作方式,并系统分析了新组件在工作过程中可以实现棱镜制造及安装误差的消除,完成光轴方位角的测定。最后通过实验验证了该装置的测角精度为0.5,且系统具有稳定性高、精度高、可操作性强等特点。     

基于空气隙棱镜实现布鲁斯特角型偏振器消光比测量

布鲁斯特角型偏振器在高功率激光系统有着重要的应用.为了真实反映布鲁斯特角型偏振器的性能,分析并成功搭建了基于空气隙棱镜的消光比测量系统.采用光强同时测量的方法,测量过程系统起偏器、样品、检偏器方位角固定,引起误差的因素较少.通过限制入射光光束直径和探测器的位置,提高检偏器反射出光方向的偏光性能,提高测试精度;在样品定位的过程中,对光源进行实时监测,降低测量随机误差.理论分析,系统精度越高,系统误差越大.当系统精度为40 dB,系统误差约2％.对一样品进行10次测量,消光比平均值为31.1 dB,系统误差小于1％,随机误差小于1％.     

液晶光学相控阵相位调制特性测量

为了测试设计波长为1550 nm的液晶光学相控阵在633 nm波段的相位调制特性,采用泰曼格林干涉法和偏振光干涉法相结合的方法来进行测量。实验结果表明,液晶光学相控阵的相位延迟随灰度近似呈线性分布,在0~255的灰度范围内针对633 nm激光的实际相位调制在0~3.76π之间,在135~255的灰度范围内线性度良好,可以作为液晶的工作区域。由于液晶相位控制的准确性和精度是通过加载相应的灰度来实现的,因此测量相位延迟和灰度对应关系的研究对于液晶光学相控阵用于高精度光束偏转和跟踪有着重要价值。     

基于远场干涉测量棱镜内气泡直径

为了测量固态透明物质中气泡直径,采用远场干涉的方法测量玻璃棱镜中气泡直径。平行激光束照射到棱镜中的气泡时,在远场将产生圆环状干涉条纹,利用气泡远场干涉模型进行理论分析,并用分光仪对三棱镜外干涉条纹进行测量,取得一组关于干涉条纹角位置的数据,由折射定律换算为棱镜内干涉条纹角位置,进而使用计算软件MATH-EMATICA计算出气泡直径。结果表明,测量相对差为0.2%,所测气泡直径的方向应为入射激光束的方向,对气泡在载物台上方的位置要求不严格;对测量方法进行适当改变,亦可测量其它形状透明介质内的气泡直径。这一测量结果对透明物质中气泡形状的研究是有帮助的。     

格兰-泰勒棱镜的改进设计及其特性

为了消除格兰-泰勒(Glan-Taylor)棱镜(GTP)空气隙造成的干涉并提高透射比,设计并制造了一种改进型格兰-泰勒棱镜。在设计中应用了菲涅耳理论、布儒斯特定律。新棱镜改变了第二劈的结构角使e光以布儒斯特角入射第二劈入射面。为了尽量减小新棱镜的偏离角,还设计了补偿角。理论和实验均证明相对于原格兰-泰勒棱镜,新棱镜在宽光谱范围内有更高的透射比。由于新棱镜中空气隙尖角较大,达12.65°,并且e光以布儒斯特角入射第二劈,所以无干涉现象。实验证明,新棱镜旋转时透射曲线无明显抖动,入射光波长在540~670 nm频谱范围内变化时,新棱镜透射光束的偏离角小于5′。     

用于大气消光系数测量的组合棱镜吸收池设计

基于两棱镜组合的光学特点提出了一种改进的光振荡装置。该装置由四个直角棱镜组成,通过调节棱镜间的相对距离和位置,可以改变基线长度和振荡次数,使光线在光振荡装置中实现立体分布,达到增加光程的目的。通过测量输出光强度,得到大气消光系数和能见度;对实际应用中激光器发散角所引起的光传输过程中光斑直径随光程增加而增大的情况进行了数值模拟,并分析了不同能见度对应消光系数及不同光程的光强衰减比,为探测器的选取提供参考。