增益平坦滤光片的设计

分析了增益平坦滤光片的工作原理,提出其性能参数和指标要求,并以OIC2001的目标曲线为例,利用针法膜系自动设计并结合遗传算法和隧穿法等膜系优化设计方法,设计出与目标曲线基本一致的膜系结构。     

多重诱导透射干涉滤光片通带半宽度的研究

提出了等效基本单元法处理诱导透射干涉滤光片(ITF),并利用光强递推公式,得出了多重ITF通带半宽度小于其中任一基本单元通带半宽度的结果,研究了影响通带半宽度的因素,找出了压缩和加宽丰宽度的途径。首次从实验中镀出了二重ITF,其半宽度测量结果证明了理论的正确性。     

周期性渐变折射率光学薄膜的设计及光谱特性分析

分析折射率呈不同函数分布的周期性渐变折射率薄膜的光谱特性,分析表明光谱曲线具有负滤光片的特性。分别从最低和最高折射率、周期数、周期厚度的角度,对用共蒸法制备的周期性渐变折射率薄膜光谱特性进行了详细分析讨论。结果表明截止带中心波长和截止带宽度与周期厚度成线性关系,截止带中心波长的反射率与周期数成三次多项式关系。用堆叠和叠加两种方法设计渐变折射率多截止带负滤光片,并分析两种方法在共蒸法方式制备下的优缺点。最后总结出了渐变折射率负滤光片的设计方法。     

6.5～14μm红外长波通滤光片正面膜系的研制

采用了规整膜系作为6．5-14μm红外长波通滤光片正面膜系的初始膜系,针对规整膜系中存在较大通带波纹的现象,利用Macleod光学薄膜分析软件有选择地对部分膜层进行优化。根据优化后的膜系设计结果,采用热电阻真空蒸发镀膜工艺镀制。光谱测试表明,膜系在6．5～14μm工作波段的通带波纹平坦,平均透过率达到88．5％,在3～5．5μm截止范围内Tmax〈0．2％,并具有很好的截止带边缘陡度。该膜系具有工艺简单,膜厚监控易于操作的特点,适用于工业大规模生产。     

变折射率光学薄膜设计与分析

针对当前变折射率光学薄膜的设计难题,研究了周期性变折射率与渐变折射率2种类褶皱薄膜的结构特点以及折射率分布函数,阐述了将渐变折射率薄膜细分为多层均匀薄膜的分层介质理论,用足够多的均质薄层来代替渐变折射率膜层,每个薄层内折射率不变,相邻薄层的折射率呈离散型阶梯变化、物理厚度相同,应用麦克斯韦方程矩阵连乘法计算膜系的光学性能。设计了可用于军用激光器的高抗激光损伤性能膜系以及反激光压制的多波长梳状负滤光片膜系,分析了褶皱数量、褶皱细分数量等因素对薄膜光谱特性的影响。     

超宽超窄矩形带通滤光片的设计

回顾了带通滤光片的研究应用现状 ,得出要设计超宽超窄的带通滤光片必须采用多腔串置的结构。引入了影响带通滤光片性能的参数 ,并对这些参数进行了分析。设计出了两类性能完全不同的带通滤光片 ,并对它们的特性做了一定的分析。     

超宽超窄矩形带通滤光片的设计

回顾了带通滤光片的研究应用现状,得出要设计超宽超窄的带通滤光片必须采用多腔串置的结构.引入了影响带通滤光片性能的参数,并对这些参数进行了分析.设计出了两类性能完全不同的带通滤光片,并对它们的特性做了一定的分析.     

超宽超窄矩形带通滤光片的设计

回顾了带通滤光片的研究应用现状,得出要设计超宽超窄的带通滤光片必须采用多腔串置的结构.引入了影响带通滤光片性能的参数,并对这些参数进行了分析.设计出了两类性能完全不同的带通滤光片,并对它们的特性做了一定的分析.     

基于等效层理论的薄膜滤光片中心波长消偏振膜系设计

针对薄膜滤光片倾斜入射时产生的偏振光中心波长分离现象和偏振相关损耗,本文利用等效层理论设计了倾斜入射下中心波长消偏振的100GHz信道间隔滤光片膜系结构,实现了薄膜滤光片的角度和波长调谐。首先通过相位关系分析,计算了滤光片间隔层的消偏振等效折射率,实现了不同偏振光中心波长的对准。然后,根据等效层理论,设计三层对称膜层结构实现了对间隔层中心波长消偏振等效折射率的替换。与原有的五层规整低偏振薄膜滤光片相比,本文提出的膜系结构更为简单,对消偏振等效折射率的替换更为精确。仿真和实验结果表明:该膜系结构的薄膜滤光片能实现0~20°倾斜入射的偏振光中心波长对准,偏振光波长偏离度小于0.03nm,波长调谐范围能达到35nm。     

时变信号频率跟踪的一种新自适应陷波器方法

针对频率、幅值和相位均发生变化的时变信号,现有自适应陷波器(ANF)频率估计方法存在信号频率跟踪精确性和稳定性不足的问题,为此提出了一种基于新误差函数的ANF时变信号频率跟踪方法,通过新误差函数改善自适应算法收敛至最优频率解的精度与速度,以提高时变信号频率跟踪的精确性和稳定性。给出了新误差函数分析结果,新ANF方法实现步骤和该频率估计方法的Cramer-Rao下限。通过计算与现有ANF的时变信号频率跟踪方法性能进行了比较分析,并针对科里奥利质量流量计时变信号进行了现场实验验证。结果表明,该方法具有收敛速度快、跟踪精度高、更接近Cramer-Rao下限和抗噪性好的优点。     

基于粒子群优化的数字多频陷波滤波器设计

数字多频陷波滤波器用于同时滤除或抑制数字信号中的多个频率分量,粒子群优化是模拟鸟群迁徙行为的元启发式搜索方法.以改进的粒子群优化算法为基础,提出了数字多频陷波滤波器的设计方法,它通过优化配置陷波系统的极点位置,实现了具有稳定特性的陷波系统的优化设计.所提设计方法的有效性和实用性,得到了一系列仿真实验的具体验证.     

基于变步长自适应陷波器的在线检重抗振方法研究

针对检重秤运动部件与外壳之间的相对运动以及机械固有频率点在外力作用下发生的共振对称量信号造成干扰,提出一种基于箕舌线改进的变步长最小均方(LMS)自适应陷波(ANF)的检重秤抗振动方法。通过分析检重秤振动来源与振动特性,并在共振状态下与滑窗滤波、巴特沃斯低通、巴特沃斯陷波以及固定步长LMS陷波等传统抗振方式进行仿真和实验对比,证明变步长LMS自适应陷波器对振动干扰滤除具有准确性与优越性。同时,在多种速度下运用该方法并结合滑窗与非对称切尾均值滤波在实际检重平台对检重结果进行最终处理,实现平均误差≤0. 171 g,标准偏差≤0. 240%,满足XIII(1)等级。     

梳状滤波器在介质损耗变频测量中的应用研究

针对介质损耗角tanδ变频测量中遇到的谐波干扰,采用梳状陷波器进行滤除。仿真结果表明,该方法能够有效地抑制谐波干扰,有利于提高测量精度。     

荧光滤光片

主要叙述了目前在国内外汽车修理行业正广泛使用的汽车油箱捡漏装置中的重要光学元件——荧光滤光片的设计与制造,并对此光学元件使用原理和捡漏装置的应用进行了基本的介绍。     

Structural parameter design method for a fast-steering mirror based on a closed-loop bandwidth

When a fast-steering mirror (FSM) system is designed, satisfying the performance requirements before fabrication and assembly is vital. This study proposes a structural parameter design approach for an FSM system based on the quantitative analysis of the required closed-loop bandwidth. First, the open-loop transfer function of the FSM system is derived. In accordance with the transfer function, the notch filter and proportional-integral (PI) feedback controller are designed as a closed-loop controller. The gains of the PI controller are determined by maximizing the closed-loop bandwidth while ensuring the robustness of the system. Then, the two unknown variables of rotational radius and stiffness in the open-loop transfer function are optimized, considering the bandwidth as a constraint condition. Finally, the structural parameters of the stage are determined on the basis of the optimized results of rotational radius and stiffness. Simulations are conducted to verify the theoretical analysis. A prototype of the FSM system is fabricated, and corresponding experimental tests are conducted. Experimental results indicate that the bandwidth of the proposed FSM system is 117.6 Hz, which satisfies the minimum bandwidth requirement of 100 Hz.     

Robust proportional-integral Kalman filter design using a convex optimization method

This paper proposes a design approach to the robust proportional-integral Kalman filter for stochastic linear systems under convex bounded parametric uncertainty, in which the filter has a proportional loop and an integral loop of the estimation error, providing a guaranteed minimum bound on the estimation error variance for all admissible uncertainties. The integral action is believed to increase steady-state estimation accuracy, improving robustness against uncertainties such as disturbances and modeling errors. In this study, the minimization problem of the upper bound of estimation error variance is converted into a convex optimization problem subject to linear matrix inequalities, and the proportional and the integral Kalman gains are optimally chosen by solving the problem. The estimation performance of the proposed filter is demonstrated through numerical examples and shows robustness against uncertainties, addressing the guaranteed performance in the mean square error sense.     

基于复数相移陷波的磁悬浮转子系统自平衡控制

为抑制磁悬浮转子系统的不平衡振动力,提出了一种基于复数相移陷波器和前馈控制的自平衡控制算法。介绍了磁悬浮转子系统的结构和工作原理,给出了含转子不平衡的磁悬浮转子系统动力学模型,分析了不平衡振动力的电气特性。推导了不平衡振动力的抑制条件,指出功率放大器引起的幅值和相位误差是影响不平衡振动抑制效果的主要因素。将磁悬浮转子两自由度平动方程转换为单自由度复数方程,设计了复数相移陷波器,建立数学方程并讨论了中心频率的幅值和相位特性。最后以磁悬浮控制力矩陀螺为测试平台,对提出的控制算法进行了实验验证。结果表明:采用该算法后不平衡振动力减小了94.1%,验证了该算法的有效性。此外本算法还具有动态过程平滑、计算量少等优点。     

数字滤波在光学镀膜宽光谱监控中的应用

使用CCD(电荷耦合器件)进行光学镀膜宽光谱监控过程中,监测信号受外界杂散光干扰、真空室内背景辐射等因数影响,信噪比低,难于准确监控。在对系统前端光路改造的基础上,采用了数字滤波技术对后期数据进行处理,达到信号压噪目的。实验证明该宽光谱膜厚监控系统具有稳定性好、精度较高、响应速度快等优点。