二维光束扫描镜的非线性失真

本文通过坐标变换导出了一种二维光束扫描系统的光束矢量表达式，利用该表达式对扫描光栅的非线性畸变作了讨论，指出，这种畸变只在第一反射镜（本文中的Ａ镜）的扫描方向上发生。而畸变的程度则与第二反射镜（Ｂ镜）的偏转角有关。     

热成象空间扫描研究

本文对反射镜扫描成象进行了归纳与分析;用数学方法导出了扫描镜法线转角与空间扫描角的关系式:最后,作为示例给出了几组计算结果及其曲线。     

热成像空间扫描研究

本文归纳和分析了反射镜扫描成像;用数学方法导出了扫描镜法线转角与空间扫描角的关系式;最后,给出几组计算结果及其曲线。     

音圈电机快速控制反射镜研究现状

快反镜通过精确控制反射镜偏转方向从而精确控制光束偏转角度,由于其具有响应速度快、工作带宽高、指向精度高等优点,被广泛应用于激光武器、精密跟踪、自由空间光通信等领域,实现精密跟踪、稳瞄、稳像、扫描和像移补偿等功能。介绍了国内外公司和研究机构研制的音圈电机快反镜的现状,分析了音圈电机快反镜的组成,对反射镜、驱动器、转角测量模块、柔性支撑等组件的方案选型进行了讨论。介绍了所研制的音圈电机快反镜的性能。最后,讨论了音圈电机快反镜大口径、高工作带宽、大转角范围和高指向精度的未来发展方向。     

高功率激光反射镜热畸变补偿结构设计与仿真

为了研究激光反射镜热畸变补偿结构的设计,在分析激光腔镜热变形行为的基础上,采用优化镜体结构,提出了一种减少入射激光光斑区域镜面热畸变的途径——热畸变自补偿激光反射镜,并与普通硅镜的热变形情况进行了比较.结果表明,当反射镜反射率为98%、入射激光功率为7kW、激光照射时间分别为2s,4s和10s时,普通硅镜镜面中心与光斑边缘处的热变形之差分别为0.167μm,0.174μm和0.172μm;而热畸变自补偿激光反射镜镜面中心与光斑边缘处的热变形之差分别为0.092μm,0.052μm和0.027μm.该研究结果对提高高能激光腔镜热效应稳定性、改善高能激光光束质量具有一定参考价值.     

面向光束指向调控的双快速反射镜偏转角快速解算方法

基于双快速反射镜的光束指向调控系统可补偿光束位置偏差及角度偏差,双反射镜引入的耦合效应致使难以快速求解合适的镜面绕轴偏转角。为解决该问题,文中构建了双快速反射镜光束指向调控模型,分析了偏转角与光斑位移在小角度下的近似线性关系,提出了偏转角的快速解算方法,可在单次求解后获得适用的镜面偏转角。该方法采用迭代收敛算法解算抑制随机光束指向失调的偏转角并形成数据集,基于该数据集训练浅层神经网络,可根据当前光斑位置偏差直接解算快速反射镜偏转角。仿真实验结果表明,依据该方法解算的偏转角进行调控,相较于未调控前光束状态,在X和Z方向的位置偏差分别减小99.32%、99.46%,角度偏差分别减小99.07%、98.98%,平均综合偏差减小99.16%,极大地抑制了光束指向失调。     

利用内腔变形反射镜补偿激光器畸变的研究

固体激光器中,增益介质由于热沉积产生的热畸变严重影响了激光器的稳定性和输出功率以及光束质量。为了补偿激光器腔内畸变,采用了一种利用变形反射镜作为内腔反射镜的方法,运用静电力作用于变形薄膜反射镜,来改变谐振腔的结构。从外部引入一束参考光通过激光腔,利用波前探测器可测得腔内畸变对参考光的影响,并利用变形反射镜校正此畸变。实验结果表明,该方法能对腔内畸变进行有效的补偿,提高激光器的输出功率及光束质量。     

火星探测用的三维MOEMS光束扫描成像系统

介绍了一种小型共焦成像仪，它由高性能的双轴硅转矩镜组成，转矩镜协同动态抛物面薄膜反射镜提供三维光束扫描。光束扫描驱动器置于探测火星岩石和土壤用的共焦拉曼光谱仪上．此光谱仪光学分辨率在850nm波长上为1μm，视场为300μm，焦距控制大于200μm。使用双轴扫描仪获得了快速平面扫描，同时抛物面薄膜镜为仪器提供静态和动态聚焦控制(z轴)，其中也包括空间场及地表轮廓纠正。本文也描述了MOEM(微光机电)部件以及整体仪器结构，给出了采用转矩镜扫描器获得的原始图像．并且简述了动态聚焦部件的制备、模拟和主要实验表征。     

腔镜热畸变对激光在大气中传输特性的影响

从虚共焦非稳定谐振腔的激光场出发,考虑谐振腔反射镜热畸变对光束的影响,利用快速傅里叶变换(FFT)研究激光光束在湍流大气中的传输特性.着重分析了反射镜热畸变对环形强化学氧碘激光在湍流大气中传输产生的影响,给出了在大气湍流影响下激光光束传输不同距离的强度分布.利用β参数和Strehl比来评价光束质量的特性,结果表明:随着...     

二维扫描型激光雷达的扫描特性分析

在光反射矢量理论和反射镜转动定理的基础上,结合反射镜转轴与镜面的偏心距所产生的影响对二维扫描成像特性进 行了分析,给出了单点二维扫描的公式,并以此为基础得到了仿真图像。同时对线状发射光的反射情形进行了理论计算,给出了二维扫 描镜的联合作用矩阵,得到了经过二维扫描镜两次反射后线状发射光在目标面上的投影长度以及偏转角,为后续的数据处理提供了一些 参考依据。最后对二维扫描镜的形状进行了设计分析,以保证在满足接收视场的情况下最大程度地利用扫描镜镜面,降低扫描镜的转动惯 量,从而降低负载电机的功耗。     

摆镜式激光通信终端光束指向与粗跟踪特性

基于两正交旋转轴的单平面镜（摆镜式）激光通信终端的粗跟踪问题,提出了一种求解光束指向的法矢量求解算法,给出了该类型通信终端的粗跟踪算法。采用矢量反射定律和矩阵旋转变换规律,理论推导了摆镜的光束指向模型和跟踪模型,对比分析了不同安装方式对光束指向和畸变的影响,并对模型分别进行了建模仿真和实验研究。结果表明:光束传输模型和粗跟踪模型的精度优于3 μrad,所研制的摆镜式激光终端粗跟踪精度,最大误差优于15.5 μrad (3σ),均方根误差优于10.5 μrad,满足激光通信终端对高精度粗跟踪的技术要求。该研究工作对摆镜式扫描系统的光束指向分析和激光终端粗跟踪具有借鉴意义。     

星载激光通信光学反射镜镜面热变形及其对光学系统影响的研究

在在轨运行的热环境条件下,星载激光通信端机光学反射镜镜面的热变形会对空地激光通信链路性能产生严重影响。本文利用有限元分析软件ANSYS建立了星上激光通信端机光学反射镜的有限元模型,并对镜体在压圈固定方式与压板固定方式下的热变形进行了仿真。利用ZEMAX光学仿真软件就镜面的变形对光学系统产生的影响进行了分析。仿真结果表明,反射镜面的热变形将导致传输光束扩展、波前畸变,这些影响会使探测器接收功率降低,从而恶化空地激光通信链路的性能。因此为了建立稳定高效的空地激光通信链路,必须在镜面材料选择、镜体应力释放方式、镜体大小选择等方面进行合理设计。     

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。     

高能激光系统中的二维快速控制水冷反射镜的结构

在高能激光系统中,对发射的高能激光束的光束质量进行精确控制十分重要。本文介绍了一种应用于高能激光系统中的新型二维快速控制水冷反射镜,既可实现精确控制激光发射和接收光轴的方向,对光束整体倾斜方向进行校正,又可实现减小镜面热畸变提高光束质量的功能。该反射镜具有质量轻、转动惯量小、行程小、谐振频率高、响应速度快、动态滞后误差小等优点。试验测试结果表明,二维快速控制水冷反射镜的设计合理,具有应用推广价值。     

用于车辆的扫描型激光雷达系统

用于车辆的扫描型激光雷达系统扫描型激光雷达系统包括激光束源，反射镜和光接收机。该反射镜通过反射来自激光束源的激光束来形成直向光束。驱动反射镜的方法是使垂直于路面的轴线转动以实现横向扫描光束，光接收机接收从目标反射来的光束，反射镜的较上部分和较低部分的...     

反射镜热畸变对激光光束质量影响的研究

基于热传导理论,建立了高斯光束辐照硅反射镜的物理模型,利用多物理场数值分析软件COMSOL Multiphysics求解热传导方程,仿真计算得到镜面表面温度分布曲线以及镜面变形曲线,进一步结合光学仿真软件模拟计算,研究得到Si反射镜镜面的热畸变对输出光束质量的影响。结果表明：随着激光辐照时间的增大,反射镜热变形越显著,输出光束质量β因子越大,但β值的变化首先较快而后趋于平缓。随着辐照激光功率的增加,反射镜热变形越大,输出光束质量β因子不断增大。     

用优选和调整多面体的方法整平后置物镜扫描器视场

在激光束扫描中,常用到多面体反射镜。本文给出当用作平行光束及会聚光束扫描器时的反射镜基本尺寸的某些有用的几何公式。第一部分研究平行光束扫描中用的未充满光束的多面体,第二部分概述会聚光束扫描中获得几乎是平场的方法。这种方法有可能在后置物镜扫描系统中使用较快而简单的光点成象透镜系统,其所获得的扫描分辨率有时可与有复合F-θ透镜的前置物镜扫描器给出的分辨率相匹敌。     

星载TDICCD 相机方位扫描像移模型研究

在应用坐标系变换方法实现星载TDICDD 相机星下点扫描像移模型的基础上,将45旋转扫描反射镜（以下简称45镜）用于TDICCD 相机成像以扩大扫描视场。首先深入分析了45镜的成像特性及K 镜消像旋的原理,并利用Matlab 对K 镜消像旋效果进行仿真,验证了加入K 镜的合理性。然后利用45镜及K 镜对光矢量的转换矩阵,建立了TDICCD 相机方位扫描时的像移模型,为后续像移分析提供理论依据。     

X射线光束线用小型椭圆弯曲型反射镜的预调节

Ｘ射线光束线用反射镜在永久性放入光束线之前，必须经过检测以保证达到设计要求，在反射镜半径需要调节的情况下，调节机构需在光束线外设置且通常将反射镜弯成为柱面，这很难用于干涉法测量。ＬＴＰ是一种表面轮廓仪，适合于测量半径较长的柱面。在弯型（亦即半径调节）反射镜放入光束线之前，可用ＬＴＰ测量来辅助完成调节。本文主要介绍这种 压弯型反射镜的调节方法及表面质量评价办法，给出一小型反射镜弯曲调节为椭圆柱面的结     

双曲凹面折反射全景成像系统

反射镜是折反射全景成像系统的重要部件之一。针对不同场合,出现了双曲面镜、椭球面镜、抛物面镜等反射镜构成的折反射全景成像系统,但是它们成像畸变大、边缘分辨率低,为了使之适合路面勘测,提出了基于前投影模型,采用双曲凹面镜作为反射镜的方法搭建系统,分析了该系统对水平场景的成像特点,对新系统进行了仿真,并与普通双曲面镜、水平等比例镜的成像系统做了比较。结果表明,通过优化相机透视中心到反射镜几何焦点的距离,可以使得新系统在水平场景的成像上具有较小的畸变。