【摘 要】
:
为了简化空间相机在轨高分辨率成像的促动方案,提出基于渐变厚度形式的主动变形镜双促动结构.首先根据弹性力学理论,建立波前像差表示方法与变形镜渐变厚度的理论关系,可以求解出各种像差模式所需的厚度分布.然后通过结构建模、有限元分析、面型拟合计算和光学性能评估的光机力一体化模拟仿真,定量化评估像差的补偿效果.最后设计渐变厚度变形镜光机结构方案和驱动方案,采用两个促动器来实现球差与像散的校正.变形镜受力形变实验结果表明,双促动变形镜可产生较好的球差与像散,能够避免印透效应,有效补偿自身的加工误差与光学系统的波前误差
【机 构】
:
中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室,上海200083;中国科学院大学,北京100049;中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室,上海200083
论文部分内容阅读
为了简化空间相机在轨高分辨率成像的促动方案,提出基于渐变厚度形式的主动变形镜双促动结构.首先根据弹性力学理论,建立波前像差表示方法与变形镜渐变厚度的理论关系,可以求解出各种像差模式所需的厚度分布.然后通过结构建模、有限元分析、面型拟合计算和光学性能评估的光机力一体化模拟仿真,定量化评估像差的补偿效果.最后设计渐变厚度变形镜光机结构方案和驱动方案,采用两个促动器来实现球差与像散的校正.变形镜受力形变实验结果表明,双促动变形镜可产生较好的球差与像散,能够避免印透效应,有效补偿自身的加工误差与光学系统的波前误差.
其他文献
近红外波段的气体吸收强度低,不利于痕量气体的测量.利用分子在中红外波段的基频吸收特性,使用单个新型室温连续输出量子级联激光器(CW-QCL)结合波长调制光谱技术(WMS)和长程光学吸收池,建立了一套高灵敏度和高精度的大气多组分温室气体同时检测的激光光谱系统.该系统的输出波数范围为2202.8~2205.6 cm-1,覆盖了CO、N2O和H2O的中心吸收谱线.实验测试结果表明:在1 s的时间分辨率下,CO、N2O和H2O的测量精度分别为1.83×10-8,1.86×10-9,1.19×10-4;当满足最佳积
为了降低检测溶液样本时水对太赫兹的强烈吸收并提高传感器的灵敏度,提出了两种超材料吸收器集成微流控的双带太赫兹传感器.两种传感器的单元谐振结构均由金属环和双“Ⅰ”型交叉结构组成,在0.2~1.4 THz频段内可产生两个完美吸收峰,折射率灵敏度可达300 GHz/RIU.实验结果表明,设计的两种双带太赫兹传感器具有偏振不敏感性和宽入射角不敏感性,在-4%~4%的制造公差范围内能保持良好的传感性能,在生物医学领域具有潜在的应用价值.
对线偏振平面波垂直入射到亚微米金属膜圆孔阵列的透射谱进行了研究,优化结构参数后得到的最大透射率可达0.896,远大于圆孔阵列的孔填充比,突破了传统理论的预期.对金属膜圆孔阵列的电场分布、波导模式、相位特征及色散关系等进行了分析,研究了基于金属膜圆孔波导的异常透射机制.研究发现,表面Bloch波的存在使得金属膜圆孔阵列的上方形成了一套二维周期性的光晶格,并且光晶格的电场分布中心正好在金属膜圆孔部分的上方.当光晶格的电场模式与圆孔中的横向本征电场模式匹配时,将导致较大的耦合效率.如果电场模式沿着圆孔传播时满足
旋转双棱镜系统具有扩大视场的特点,在大视场、高精度目标跟踪领域具有广泛的应用前景.通过增大棱镜顶角可以提高视场放大倍率,但同时增大了系统装配误差对目标指向精度的影响.针对大顶角旋转双棱镜系统指向精度不高的问题,提出一种基于粒子群算法的旋转双棱镜指向误差校正方法,搭建了棱镜顶角为14.85°、棱镜折射率为1.515的旋转双棱镜成像系统;基于理想模型的指向测试结果,建立了基于装配误差分析的实验样机数学模型,实现对反向求解算法中棱镜顶角设定值和折射率设定值的参数辨识,最后在实验样机中进行指向测试.实验结果表明该
现有边界点排序算法在处理具有多个轮廓边界的点云切片数据时,存在无法区分各个边界、生成异常边界多边形和截面面积计算错误等问题,导致体积测量精度较低.为此,提出一种顾及截面中多轮廓边界分割的点云切片改进法,用于不规则体体积高精度测量.该方法首先通过欧氏聚类或多边形拆分再重组法将切片中多个边界一一分开;然后由PNPoly算法理清边界多边形之间的包含关系并计算截面区域面积;最后依切片顺序累加算得点云体积(即物体体积).采用多组数据对比分析所提两种边界分割方法的有效性和准确性,及体积测量精度和效率.实验结果表明,多
针对传统光电成像设备存在体积大、质量重和成本高的问题,基于计算成像全局性优化的思想将光电成像全链路上的光学系统设计和图像复原两个独立设计的“节点”进行一体化考虑.首先深入分析不同几何光学像差的图像复原难度,然后通过光学-图像全局性自动优化迭代的方式来设计易于图像复原算法处理的光学传递函数,最后对全局优化单透镜和三透镜的光学系统输出模糊图与其复原质量进行分析评价.结果 表明,相比于光学输出模糊图,复原图像的对比度、清晰度和边缘保持系数均有一定提升,说明利用全局性优化的思想恢复光学模糊图像的思路是可行的,可将
针对拼接干涉测量技术除了引入拼接误差,还将引入机械运动误差的问题,为此提出一种X射线反射镜的非零位干涉测量方法,无需拼接便可实现零回程误差的高精度干涉测量.利用一块高精度平面镜来标定干涉系统在全视场范围内的回程误差.通过将待测非球面镜划分成多个子孔径,每个子孔径可近似看作一个平面,这样可以从标定数据库中找到该子孔径所对应的回程误差,通过简单的矩阵拼接可得到整个待测非球面镜的回程误差.以X射线椭圆柱面反射镜为例进行实验,实现X射线椭圆柱面反射镜非零位干涉测量面形的回程误差有效标定,相比于拼接干涉测量方法二者
为了提高光子晶体谐振腔的传感性能,提出了一种光子晶体纳米梁耦合光子晶体狭缝纳米梁腔的法诺谐振结构.在包含锥形孔的纳米梁腔中引入狭缝结构,获得了高局域化光场,进而产生了较强的光与物质相互作用,实现了灵敏度的提高.利用三维有限差分时域法进行模拟仿真,发现该结构的折射率传感器灵敏度高达897 nm/RIU,结构大小仅为21.4 μm×1.55 μm.同时,根据耦合模理论,阐述了法诺共振产生的机制,并定性地分析了该结构的传输特性随结构参数的变化.
为研究现有CIE色差公式(基于平面色建立)对三维(3D)打印球体模型色差评价的适用性,基于Sailner J400彩色3D打印机,围绕国际照明委员会(CIE)推荐的5个颜色中心(灰、红、黄、绿、蓝)制作了200对(150对哑光和50对光泽)直径4 cm的球体模型.组织了59名年龄分布在19~26岁的色觉正常观察者,使用灰梯尺法开展色差评价实验.检验了基于CIELAB、CIECAM02和CAM16共3个颜色空间、8个色差公式的表现性能,并对色差公式进行了幂指数和明度因子的优化计算.结果 表明,各原始色差公式
在闭环控制回路中引入限幅型加速度惯量反馈和扩张状态观测器复合的优化算法,保证机载激光通信平台对瞬态阶跃响应的稳定性,优化了平台对环路各阶扰动的抑制能力.从系统扰动响应的角度对常规加速度惯量反馈算法进行阐述,分析了该算法的输入输出(I/O)特性和扰动抑制能力,并指H出它在实际应用中存在的问题.逐一地引入限幅算法、降阶扩张状态观测器对常规加速度惯量算法进行分步改进,给出改进过程中的性能分析和特性分析.搭建仿真模型和物理实验对所提优化算法进行验证.实验结果表明:当平台以70(°)/s的速度阶跃时,改进后的控制环