数据驱动的凸轮式绝对重力仪微小故障诊断

针对凸轮式绝对重力仪微小故障幅值小、故障特征微弱及易被噪声掩盖而难于发现等特点,提出了一种融合改进集总平均经验模态分解（modified ensemble empirical mode decomposition,简称MEEMD）、能量熵以及多尺度排列熵（multi?scale permutation entropy,简称MPE）的凸轮式绝对重力仪微小故障诊断方法。通过MEEMD算法对凸轮式绝对重力仪不同工况下的振动信号进行自适应分解,筛选出有效的本征模态函数（intrinsic mode function,简称IMF）,提取出振动数据中具有敏感特征的多尺度排列熵和能量熵,将提取的多维特征向量矩阵输入到以径向基函数（radial basis function,简称RBF）为核函数的支持向量机（support vector machine,简称SVM）中,基于数据实现了凸轮式绝对重力仪微小故障的精确诊断。试验结果表明,该方法可以有效区分凸轮式绝对重力仪的各类微小故障,识别准确度达到97.1%,解决了因微小故障导致凸轮式绝对重力仪测量精度低的问题,实现了重力仪微小故障的快速溯源和精准定位,具有较好的工程应用前景。     

激光干涉绝对重力仪数据采集与处理的时间优化方法

激光干涉绝对重力仪作为高精度绝对重力测量中的典型测量仪器,单次测量的常规流程一般是电机驱动、数据采集、重力加速度绝对值计算和结果的显示与存储。这种顺序控制过程中,存在耗时长、结果输出时间误差较大的问题。本文创新性地提出一种时间优化方法,通过建立数据采集前电机驱动与采集后数据处理两个过程时间复用机制的时间优化模型,对顺序控制方式中的各步骤进行优化与重新配置,实现缩短常规测量的测量时长,减少结果输出时间误差的目的。实测结果表明,时间优化方法将单次测量时间从原来的34.3±0.3 s,精确控制为22 s,误差5 ms,大幅提高测量效率的同时实现了单次测量时间的精准控制,也增加了与同类观测数据的融合分析的可行性。     

光干涉绝对重力仪测量A类不确定度优化

光干涉绝对重力仪采用迈克尔逊干涉仪监测被测落体的下落位移.干涉仪的参考棱镜需相对于地球中心静止,然而置于地面上的参考棱镜会随着地面振动,这将使干涉法所测的落体相对于地球的位移变化有偏差,直接影响重力仪单次测量数据的准确性,同时增大了多次测量数据的分散性.因此,针对NIM-3A型绝对重力仪提出了全新的测振补偿法,利用高精...     

单模光纤中光束偏振态的自调节

本文从等效波片的观点出发,详细介绍了等效波于片的弯曲单模光纤圈,以及由几个这样的光纤圈的组合,通过简单的扭转装置来控制单模光纤中传输光偏振态的自调节原理与技术。实验证明,采用本文设计的调节系统完全可以取代经典波片,从而实现单模光纤中传输光束偏振态的自调效果。     

激光光束质量的评价与应用分析

从M²因子概念出发,分析了M²因子的概念与激光本质参数之间的关系,以及几种典型光束的M²因子,研究了M²因子的局限性,比较了针对不同应用目的的常用激光束质量定义的适用范围,探讨了激光光束质量的影响因素及其控制措施.     

空间激光通信组网单光束跟踪子系统

介绍了用于一对多激光通信组网控制系统的光斑跟踪闭环系统。在伺服转台位置闭环的基础上,讨论以CCD相机为敏感器,以二维伺服转台为执行器的光闭环系统。介绍了跟踪系统的数学原理,研究了光闭环各环节的静态动态误差及开环闭环响应。在理论计算和数学仿真后,编写了闭环跟踪程序。采用经典PID控制与前馈相结合的控制算法,进一步提高了伺服带宽,保证了系统的稳定性。对星间激光通信的光斑位置进行了跟踪试验,结果显示跟踪误差为3σ≈136μrad,基本符合空间激光通信组网系统激光束的指向要求。得到的结果验证了控制策略的可行性,为多光束伺服打下了基础。     

以激光瞄准光束来启动武器装备的仪器和方法

本系统是一个启动系统，用于开启安装在武器上的一个附件。它是使用由激光瞄准装置产生的瞄准光束来启动该附件的。此系统主要包括三部分：光探测器。驱动电路和周围光线传感器。光探测器应被安装在距离该武器瞄准光束光路最近的位置上，其主要作有是用来探测信号以相应的启动一个装在武器上的电动装置。周围光线传感器用来接收周围光线，并生成一个电参考信号。驱动电路中还包括一个比较仪，用来比较探测信号与周围光线信号。当上述探测信号按照预计量超过上述参考信号时，它可以启动一个闪光灯或者是其他相关装置。当周围光线按照预计强度通过时，该系统可以限制这一装置。     

抑制光束抖动的快速反射镜复合控制

提出了改进的抑制光束抖动的快速反射镜控制算法,用于提高卫星平台捕获跟瞄(ATP)系统的瞄准精度.根据自适应前馈控制和经典PID控制算法的特点,分析了两种算法复合控制的优势.探讨了现有直接复合控制算法中自适应算法不收敛的原因,并依据解耦理论引入了解耦的复合控制算法,解决了现有直接复合算法不收敛的问题.最后,对经典PID控...     

制造用高功率激光器光束质量的评价与测量

建立了制造用高功率激光器光束质量的评价体系与测量方法,研究了该体系所采用的评价参数、测量原理、测量方法、测量仪器以及测量结果的计算和分析方法.首先,对目前存在的评价激光光束质量的参数进行了比较和判断.接着,以光束传输比(M2)和光束参数积(Kf)为重点,阐述了光束质量评价参数与光束束宽定义之间的关系,提出了工业应用背景...     

基于CMOS图像传感器的激光光束参数测量仪软硬件设计

介绍了一种基于CMOS图像传感器的激光光束参数测量仪的软硬件设计,详细介绍了系统的结构、特点和功能,并对测量结果和误差来源进行了分析。     

一种基于高斯光束的平凹激光腔对准方法

给出了一种基于高斯光束的平凹激光腔对准方法。在高斯准直光束后加一透镜系统,恰当地调整准直高斯光束到某一种汇聚发散的状态。在这种状态下,可使由平凹腔凹面镜和平面镜反射回来的光斑直径大小相仿,解决了不加透镜系统时,两反射回来光斑直径相差很大,难于对准的问题,提高两光斑的对准精度。实验使用束腰为0.6 mm的氦氖光,其后加一优化好的透镜系统,在889 mm的距离下,对凹面镜曲率半径为50 mm的平凹腔进行对准。得到由凹面镜和平面镜反射回来的光斑直径分别为4.8 mm和5.1 mm,平凹腔的角度对准精度达到了3.18'。对准好的腔体在点亮LD后,均能出基模光斑。实验结果与理论分析相符,证明了该对准方法结构简单,执行方便。     

用于光学相干层析系统的三反射镜光束整形扫描机构的光学设计

为了实现高斯圆斑向平顶线斑的转化,提出了一种用于高斯光束整形的三反射镜光学系统。利用环形面对两个相互垂直方向的光线会聚、发散作用不同,标准球面具有旋转对称性质,以及二次曲面系数、非球面系数可以实现高斯分布转化为平顶分布的原理,采用ZPL语言与自动优化结合的方法完成了系统设计。设计得到了一个方向平顶的矩形光斑以及平顶线斑,整形效果良好,并结合在光学相干层析(OCT)系统中对样品照明或扫描的实际要求,通过小角度(±2°)旋转系统第一个反射镜对所得线斑进行扫描,在扫描角度内可以实现线性扫描(扫描范围约为10mm×11mm)。结果表明,该三反射镜系统满足轻量化、结构紧凑、不受工作波长影响的要求,是一种可行、有效的方案。     

双平板分光器在相位细分式激光干涉仪中的应用分析

本文介绍相位细分式激光干涉仪中应用分光器的作用，导出平板作为偏振器件的琼斯矩阵，由此分析双平板分光器的特性及在光路中所起的作用以及对测量结果的影响。     

电梯导轨垂直度检测机器人机构设计

针对传统电梯导轨垂直度检测方法误差大、检测器件分离、不利于一体化检测等不足,用一种全新的检测方法,设计了一款基于倾角检测的电梯导轨垂直度检测机器人。文中分析了新方法的检测原理,详细介绍了检测机器人的机构设计方案。经过验证,该检测方法效率高、检测精确,具有很好的实用价值。     

绝对平面检测方法的研究进展

光学平面的干涉检测发展至今,检测精度已经大大提高,而高精度的平面检测很大程度上受限于参考平面的精度,针对参考平面面形对检测结果的影响,利用绝对平面检测方法,通过多次测量以达到消除参考平面偏差的目的。从测量方式和计算方法两个方面分析了不同绝对平面检测方法的原理,介绍了最新发表的相关成果以及研究动态,并对比了检测结果。这些检测方法已经精确到像素级,并通过多种计算方法使得峰谷(PV)值的计算精度大部分达到了λ/100。     

多波长激光扩束器的光学设计

在激光雷达以及光谱仪定标时常常需要较宽以及高准直性的激光光束。设计了一出射光束为16mm,扩束比为20倍的激光扩束器光学系统。通过移动激光扩束器的物镜与目镜间隔,可以实现光谱范围在543.5~850nm的激光扩束;比较了使用该激光扩束器发射的准直激光束与理想的单色平行光充满成像光谱仪的入瞳孔径后成像光谱仪传递函数的变化,说明该光学系统可行。     

半导体激光阵列光束整形技术研究进展

光束整形作为提高半导体激光阵列光束质量的有效手段,近年来得到了人们越来越多的关注。综述了几种典型的半导体激光阵列整形技术,详细介绍了近年来半导体激光光束整形的最新进展,分析了各种整形方法的技术特点,总结了半导体激光阵列整形技术的发展趋势。