【摘 要】
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针对空间激光通信组网各网络拓扑节点高度动态、通信链路搭建困难的问题,在现有“一点对多点”组网光学原理基础上,对其反射镜光学天线伺服性能进行研究.通过实验对针对反射镜的基于位置环和基于速度环的两种不同的光闭环控制策略进行对比,结果显示:基于速度环的光闭环策略在跟踪换向时会出现瞬间较大误差抖动,而基于位置环的光闭环策略的跟踪误差在换向时更加平稳,且误差较小.利用Matlab平台进行了基于速度环的光闭环跟踪仿真,仿真得到的跟踪误差与实际跟踪误差基本一致,但并无较大的换向误差.结合低速启动实验,得出结论:该误差来
【机 构】
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长春理工大学空间光电技术国家与地方联合工程研究中心,吉林长春130022;长春理工大学空地激光通信技术国防重点学科实验室,吉林长春130022;长春理工大学机电工程学院,吉林长春130022;长春理工
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针对空间激光通信组网各网络拓扑节点高度动态、通信链路搭建困难的问题,在现有“一点对多点”组网光学原理基础上,对其反射镜光学天线伺服性能进行研究.通过实验对针对反射镜的基于位置环和基于速度环的两种不同的光闭环控制策略进行对比,结果显示:基于速度环的光闭环策略在跟踪换向时会出现瞬间较大误差抖动,而基于位置环的光闭环策略的跟踪误差在换向时更加平稳,且误差较小.利用Matlab平台进行了基于速度环的光闭环跟踪仿真,仿真得到的跟踪误差与实际跟踪误差基本一致,但并无较大的换向误差.结合低速启动实验,得出结论:该误差来源于速度环较差的低速启动性能,通过增加位置环降低换向跟踪误差的方案适用于轴系谐振频率较高的光机系统.实验还对位置环跟踪下的速度前馈进行了研究,结果表明:前馈增益从0到2递增时,位置跟踪误差先减小后增大,跟踪误差最小值出现在增益值为0.95～1.05附近.
其他文献
为了研究降雨对星地量子链路传输质量及量子通信性能的影响,基于M-P雨滴谱和Mie散射理论,分析了降雨强度、雨滴的消光系数与星地链路衰减系数的关系,建立了降雨背景下信道容量和信道平均保真度关系的模型,并基于两粒子纠缠态概率隐形传态方案,得到了降雨环境下的隐形传态保真度.理论分析与仿真结果表明,降雨强度的增加导致消光系数增加,进而导致信道容量和信道平均保真度减小;同时,降雨引起信道纠缠度减小,从而使隐形传态保真度减小.因此,降雨对星地量子链路的性能有显著影响,需要根据降雨强度适当调整星地量子链路中的各项参数,
设计一种由锥形无芯光纤级联光纤布拉格光栅组成的温湿度传感器,并在锥区采用静电纺丝的方式制备一层聚乙烯醇/羧甲基纤维素的复合纳米纤维膜.湿度的变化可以改变纳米纤维膜的有效折射率和厚度,从而影响光纤中光的传输损耗,进而使输出光谱功率发生变化,温度的波动会引起光纤光栅中心波长的漂移,通过监测输出光谱波峰功率和中心波长的变化量即可实现温湿度传感.对所设计的传感器进行温湿度响应测试,传感器的相对湿度灵敏度为0.0198 dB/％,相对温度灵敏度为11.730 pm/℃.结果 表明静电纺丝法是一种制备光纤传感器表面湿
采样噪声对白光干涉信号Fourier频谱的各个频率均有影响,选用合适的滤波方法进行滤波将有助于提高白光干涉信号信噪比并获得更加准确的解算结果.构建了特定能量比例条件下的能量最集中约束条件,并建立了选取带通滤波器的代价方程.实验给出了白光LED照明条件下代价方程的部分计算过程和结果,代价方程取得最小值时表面粗糙度测量标准差仅为0.02 nm.最后在所选参数条件下对银膜反射镜和台阶结构进行了测量,结果表明所提方法具有较好的测量重复性和分辨率.
提出了基于双边带调制方式利用单个马赫-曾德尔调制器(MZM)生成平坦宽光学频率梳的方案.两个激光器的频率差直接决定了双边带调制后光学频率梳产生的频谱宽度与质量,通过理论分析不同调制系数下各阶边带间的标准差以及各阶边带的贝塞尔值,发现5阶以上的边带对宽光学频率梳的影响可以忽略不计.而功率较低的5阶边带会叠加在各阶边带上,使得各阶边带的功率得以补偿或抵消,从而减小高阶边带对光学频率梳的影响,提升平坦度.仿真得到的宽光学频率梳的平坦度达到3.7 dB,有效频谱宽度为700 GHz.将传输速率为5 Gbit/s的
在光学设计中,为了给光学系统的设计与优化提供更多的设计自由度,常常使用旋转对称非球面.旋转对称非球面的标准表达式通常为基准二次曲面与附加多项式的组合,附加多项式可以为偶次幂级数多项式、Zernike多项式和Q型多项式等.鉴于此,推导基准二次曲面和基于不同附加多项式的非球面的表达式,对各类旋转对称非球面的非球面系数和非球面表面斜率进行比较,利用设计实例来对比基于不同附加多项式的非球面在光学设计中的应用并指出各自的特点.结果 表明,相比于其他非球面,基于Q型多项式的非球面能够更好地控制非球面的面型,优化效率更
提出一种以Au为材料的正方形框和中空圆柱嵌套的亚波长周期性复合结构,采用时域有限差分算法对复合结构进行数值模拟研究.研究发现,波长在400～900 nm的线偏振平面波垂直入射情况下,最小的透过率能达到7.46％,最小的半峰全宽能达到7.25 nm,最大的反射率为87.61％,最大吸收率达到38.00％,且表现出透射光谱与入射光的偏振方向无关.分析发现,复合结构的共振模式由两基本结构的共振模式耦合而来,且嵌套模式可以进一步减小单一结构的透过率和增大光与复合结构的相互作用.通过改变复合结构参数,得到了较宽且高
飞秒激光精微烧蚀是一种新型的精密加工方法.本文研究了飞秒激光烧蚀面齿轮材料18Cr2Ni4WA的电子亚系统和晶格亚系统的能量耦合作用,建立了双温模型,采用有限差分法分析了脉冲宽度、平均功率对电子温度和晶格温度的影响规律.结果 表明:当电子与品格达到热平衡,且电子温度和晶格温度超过材料的熔点时,齿面产生烧蚀;当电子和晶格的温度均高于材料的沸点和相爆炸温度时,主要通过相爆炸实现材料的去除;材料烧蚀深度一般为40 nm左右,避免了热效应对表层质量的影响.采用飞秒激光微加工系统进行实验研究,得出了能量密度呈高斯分
对比研究了石墨烯包裹的纳米线与金属包裹的纳米线亚波长传输特性.针对单线和双线两个结构,采用有限元方法研究了不同频率和尺寸下最低阶模式的场分布和传输特性.结果 表明,当金属层厚度大于其趋肤深度时,石墨烯包裹的纳米线的基模光场约束性能更好;当金属层厚度远小于趋肤深度时,金属包裹的纳米线和石墨烯包裹的纳米线亚波长传输性能相当.相关研究结果可为等离激元材料的选择提供参考,在亚波长光子器件领域有潜在的应用价值.
为了提高矿用液压立柱的使用寿命,利用激光熔覆技术在立柱用45钢材料表面制备了Fe35A合金.利用数字化测试设备对不同激光功率、扫描速度和送粉速率下制备的熔覆层进行测试,研究试样表面硬度、几何尺寸、显微组织、截面显微硬度的变化规律,得出了激光熔覆的最佳工艺参数.结果 表明:在激光功率为2100W、扫描速度为5 mm/s、送粉速率为15 g/min的最佳激光熔覆参数下制备的熔覆层的质量最佳,熔覆层的显微组织较好,晶粒细小均匀,与基体结合良好,熔覆层表面硬度可达42 HRC,熔覆层横截面显微硬度的均值为643