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一种可调焦离轴两反光学系统精密调校工艺技术研究
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作者 张向明 吴奉泽 +5 位作者 赵红军 惠刚阳 杨熊 刘伟光 李月贵 王诚 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第4期858-864,共7页
针对可调焦离轴两反光学系统的精密装调,提出了一种共基准调校方法,使导轨导向与主镜和次镜光轴均以同一基准进行精确调校,实现导轨运动轴线与主镜和次镜光轴平行。主镜、次镜系统光轴一致性调试采用初调整和精调整两步完成,初调整实现... 针对可调焦离轴两反光学系统的精密装调,提出了一种共基准调校方法,使导轨导向与主镜和次镜光轴均以同一基准进行精确调校,实现导轨运动轴线与主镜和次镜光轴平行。主镜、次镜系统光轴一致性调试采用初调整和精调整两步完成,初调整实现主镜和次镜基本位于理论安装位置,降低装调误差,然后进行计算机辅助装调,实现主镜和次镜光轴一致性精调整,使系统波像差满足要求。实验结果表明:无穷远处系统波像差RMS达到(1/15)λ(λ=632.8 nm),系统衍射分辨率达到0.64″,系统调焦至10 mm处,实测主镜、次镜系统所成焦距为1608 mm,系统分辨率为2.6″,达到设计要求。 展开更多
关键词 离轴两反光学系统 调焦 共基准 波像差
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高重频飞秒激光高效加工太赫兹滤波器核心结构
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作者 何煦 杨昊 +4 位作者 马云灿 李军 蒋均 孟立民 叶雁 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第3期514-521,共8页
高频太赫兹滤波器的核心结构具备跨尺度、大去除量、高精度等特点,为实现核心结构高效精密加工,加工技术的选择尤为重要。与常见的机械加工、光刻工艺、MEMS等技术相比,飞秒激光加工技术具有材料普适性强、流程简单、可实现薄壁结构精... 高频太赫兹滤波器的核心结构具备跨尺度、大去除量、高精度等特点,为实现核心结构高效精密加工,加工技术的选择尤为重要。与常见的机械加工、光刻工艺、MEMS等技术相比,飞秒激光加工技术具有材料普适性强、流程简单、可实现薄壁结构精密加工等优点。以中心频率850 GHz的太赫兹滤波器核心结构设计为输入,利用飞秒激光加工技术开展太赫兹滤波器核心结构的加工实验研究。考虑到低重频飞秒激光不满足高效加工的实际要求,选择高重频飞秒激光作为加工光源,在加工策略精准设计和加工参数精准优化的条件下,实现了高频太赫兹滤波器核心结构的高效精密加工。研究结果表明,高重频飞秒激光加工的太赫兹滤波器,其中心频率测试值与设计值接近。因此,高重频飞秒激光加工技术成为太赫兹滤波器核心结构加工的可选手段。 展开更多
关键词 太赫兹滤波器 核心结构 飞秒激光 精密加工 加工策略
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基于实测数据的机动目标探测性能评估研究
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作者 郭雷平 段文博 +5 位作者 郭冰涛 王怡恬 韩琪 蔡鹏程 赵子淳 任冬 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第4期665-672,共8页
基于TTP准则的静目标鉴别性能理论模型评估方法具有环境适应性强、性能预测准确、系统参数优化便利等优点,但此方法对动目标探测性能评估的准确性还需展开进一步研究。为了准确评估动目标的探测性能,文中搭建了靶标运动系统、红外目标... 基于TTP准则的静目标鉴别性能理论模型评估方法具有环境适应性强、性能预测准确、系统参数优化便利等优点,但此方法对动目标探测性能评估的准确性还需展开进一步研究。为了准确评估动目标的探测性能,文中搭建了靶标运动系统、红外目标生成系统和目标采集及储存系统;采用人眼阈值判断实验方法实现不同成像作用距离、不同运动速度、不同靶标尺寸下的目标探测性能评估,获得了目标探测概率性能曲线;结合NVThermIP现场性能评估理论模型,在系统性能参数输入一致时计算目标探测性能。实验结果表明:NVThermIP现场性能预测模型对于动目标探测性能的预测存在一定偏差,在实验测量的目标运动速率范围内,随着目标运动速率的提升,目标更易被探测。实验结果为动目标性能评估理论模型的修正提供了数据支持。 展开更多
关键词 动目标探测性能 NVThermIP理论 人眼阈值判断 性能评估理论模型
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二维主动位姿引导的单目空间姿态测量方法
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作者 刘峰 郭英华 +2 位作者 王霖 高裴裴 张月桐 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期79-89,共11页
针对空间物体姿态快速测量问题,以构建视觉最小系统需求为依据,研究了一种基于二维主动位姿引导的单目视觉空间姿态测量方法,建立了单目相机、二维载台与倾角仪之间的姿态测量模型,实现了空间物体的姿态角的测量。该方法以大地倾角仪坐... 针对空间物体姿态快速测量问题,以构建视觉最小系统需求为依据,研究了一种基于二维主动位姿引导的单目视觉空间姿态测量方法,建立了单目相机、二维载台与倾角仪之间的姿态测量模型,实现了空间物体的姿态角的测量。该方法以大地倾角仪坐标系统一测量系统的测量基准,由精密二维载台引导单目相机覆盖地空大视野三维空间,通过前期标定设计完成了单目相机与二维载台之间的工装校准;建立了载台坐标系、摄像机坐标系以及大地倾角仪坐标系之间的姿态测量传递模型,实现了定轴旋转双视角拍照下的空间物体的姿态解算和角度测量。构建了实验验证环境,测角实验结果表明:在系统测量基准坐标系下,其俯仰角的测量误差≤0.82°,测量相对误差≤6.1%;其横滚角的测量误差≤0.43°,测量相对误差≤3.4%。 展开更多
关键词 视觉测量 姿态测量 单目视觉 二维载台
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可用于狭小空间的单目主动视觉姿态测量方法 被引量:1
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作者 缪东言 陈念年 +3 位作者 巫玲 陈东生 于长志 范勇 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2024年第1期110-117,共8页
在狭小空间智能装配时,需要测量基准面姿态;但现有姿态测量设备尺寸较大或需要附加扫描运动机构,存在装置难以部署等问题,故提出一种适用于狭小空间的基于双线激光的单目主动视觉姿态测量方法。首先提取出线激光中心点进行光平面标定;... 在狭小空间智能装配时,需要测量基准面姿态;但现有姿态测量设备尺寸较大或需要附加扫描运动机构,存在装置难以部署等问题,故提出一种适用于狭小空间的基于双线激光的单目主动视觉姿态测量方法。首先提取出线激光中心点进行光平面标定;接着根据中心投影关系,计算出光平面与像平面的转换矩阵;然后提取目标平面线激光中心点像素坐标并转换为相机坐标;最后应用RANSAC算法过滤异常点后使用最小二乘法拟合出物体平面方程,实现目标平面姿态测量。实验结果表明,滚转角测量误差平均值为0.029°,标准差为0.016°;俯仰角测量误差平均值为0.035°,标准差为0.025°。完成了在直径为170 mm、高为520 mm圆柱形腔体内的平面姿态测量,验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 姿态测量 视觉测量 线激光 单目相机 狭小空间
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星载望远镜消光材料积分散射特性测试研究(英文) 被引量:1
6
作者 刘巍 李朝辉 +5 位作者 毛振 赵建科 朱辉 魏紫薇 刘勇 尹云飞 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期59-68,共10页
在散射理论的基础上,介绍了一种星载望远镜消光材料积分散射特性测试装置,实现对星载望远镜消光材料散射特性更为全面的测量。对积分散射理论、系统构造、系统性能进行了阐述。对系统进行建模仿真分析,得到结论:消光材料的散射特性在不... 在散射理论的基础上,介绍了一种星载望远镜消光材料积分散射特性测试装置,实现对星载望远镜消光材料散射特性更为全面的测量。对积分散射理论、系统构造、系统性能进行了阐述。对系统进行建模仿真分析,得到结论:消光材料的散射特性在不同点位和入射角下存在明显差异,系统能够测量多种条件下消光材料的散射特性,并得到消光材料全面的散射特性分布。研究结果为根据消光材料特性进行针对性设计提供了更全面、更准确的散射特性分布,为杂散光的测量与抑制、高性能光学仪器的研制与装调以及计算光学等领域的研究提供了参考。为空间引力波探测星载望远镜系统的材料选型、特性研究、杂散光分析与抑制提供了基础。 展开更多
关键词 空间引力波探测 星载望远镜 散射分布 高精度测量
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基于光纤镀膜探针的固体介质中应力波粒子速度测量技术
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作者 杜睿 杨军 +8 位作者 廖斌斌 卢强 郑行 丁洋 史国凯 李进 徐海斌 张锁麒 张德志 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第1期221-228,共8页
粒子速度是分析固体介质中应力波传播规律的一个重要参数。结合激光多普勒效应和全光纤干涉测速系统,提出了一种基于光纤镀膜探针的固体介质中应力波粒子速度的测量方法。将光纤镀膜探针嵌入有机玻璃(PMMA)中,距爆心同一半径处,采用0.12... 粒子速度是分析固体介质中应力波传播规律的一个重要参数。结合激光多普勒效应和全光纤干涉测速系统,提出了一种基于光纤镀膜探针的固体介质中应力波粒子速度的测量方法。将光纤镀膜探针嵌入有机玻璃(PMMA)中,距爆心同一半径处,采用0.125 g TNT当量的微型炸药球作为爆炸源,进行填实爆炸产生应力波,通过采集光纤探针端面的运动信息,基于短时傅里叶变换的时频分析方法,解调出端面运动速度,进而反推出粒子速度。实验结果表明:不同光纤镀膜探针测得的速度分别为22.648 m/s、23.505 m/s,将反推的粒子速度与传统的圆环型电磁粒子速度计方法获取到的数据进行对比,两者的相对偏差低于5.00%,验证了光纤镀膜探针测量固体介质中应力波粒子速度的可行性。 展开更多
关键词 光纤镀膜探针 激光多普勒效应 短时傅里叶变换 有机玻璃 爆炸实验
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离轴卡塞格林光学系统装调技术
8
作者 刘伟光 张燕 +7 位作者 肖应玉 李阳 张向明 杜萌 管伟 苏瑛 左晓舟 史永航 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期14-18,共5页
介绍了一种离轴卡塞格林光学系统的高精度装配和调整方法。针对离轴抛物面主镜装配难点,通过理论计算及仿真分析,确定粘接形式及粘接面积,利用干涉仪及平面镜实现自准直检测,完成了主镜的微应力装配。结合系统结构特点,通过测量主镜最... 介绍了一种离轴卡塞格林光学系统的高精度装配和调整方法。针对离轴抛物面主镜装配难点,通过理论计算及仿真分析,确定粘接形式及粘接面积,利用干涉仪及平面镜实现自准直检测,完成了主镜的微应力装配。结合系统结构特点,通过测量主镜最佳面型,将主镜位置姿态与机械基准建立关系,使主镜光轴与机械基准保持一致。通过分析次镜失调量与系统波相差之间的关系,对次镜进行六个自由度的调整实现系统波相差校正。主镜粘接装配后面型变化小于5%,系统装调后波像差优于0.055λ,均满足了设计指标要求。 展开更多
关键词 离轴光学系统 主镜装调 计算机辅助装调 波相差
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可见近红外波长标准物质的研制
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作者 张振元 陈新华 +2 位作者 冯国进 张巧香 郑春弟 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第5期1042-1048,共7页
为拓宽标准物质波段范围,采用物化性能稳定的掺杂有镨钕稀土元素的玻璃作为可见波长的标准物质的原材料,同时采用物化性能稳定的聚苯乙烯片(厚度1 mm)作为近红外波长的标准物质的原材料,利用二者互不影响的特点,并且将其叠加使用会拓展... 为拓宽标准物质波段范围,采用物化性能稳定的掺杂有镨钕稀土元素的玻璃作为可见波长的标准物质的原材料,同时采用物化性能稳定的聚苯乙烯片(厚度1 mm)作为近红外波长的标准物质的原材料,利用二者互不影响的特点,并且将其叠加使用会拓展波段范围,由此研制了可见近红外波长标准物质。以F检验法对样品的均匀性进行了检验,用线性拟合法对样品的稳定性进行考察,通过溯源至国家基标准的方式解决了溯源性,确定了标准物质中的波段范围为430 nm~2 550 nm,不确定度为0.1 nm~1.0 nm。弥补了当前标准物质中波段范围覆盖太窄的缺陷。 展开更多
关键词 可见近红外波长 标准物质 吸收峰 测量不确定度
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CO_(2)激光作用玻璃管的热效应
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作者 杨发宇 史晋芳 +3 位作者 邱荣 胡阳阳 郭德成 杨森 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第5期923-929,共7页
激光对单一玻璃管进行热熔封接的过程中,加工质量与玻璃管内的温度分布有密不可分的联系。在考虑表面热辐射、材料内部热传导和空气热对流的情况下,使用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件对CO_(2)激光作用高硼硅酸盐玻璃管的温度场进... 激光对单一玻璃管进行热熔封接的过程中,加工质量与玻璃管内的温度分布有密不可分的联系。在考虑表面热辐射、材料内部热传导和空气热对流的情况下,使用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件对CO_(2)激光作用高硼硅酸盐玻璃管的温度场进行模拟仿真,分析了温度场分布随时间的变化规律,比较了激光功率、激光光斑半径和旋转速度对玻璃管温度分布的影响。仿真结果表明,激光功率越大,光斑半径越小,玻璃管旋转速度越低,玻璃管温度越高。根据仿真结果,选择合适的加工参数能够达到高硼硅酸盐玻璃管进行激光加工的工艺要求,此项研究为后续玻璃管激光热熔封接的工艺参数选择提供了重要理论依据。 展开更多
关键词 激光加工技术 CO_(2)激光 温度场 COMSOL Multiphysics 高硼硅酸盐玻璃管
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曲面仿生复眼测速技术研究
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作者 刘韬 郭文阁 +5 位作者 朱帅民 张远杰 许黄蓉 武登山 周晓军 鱼卫星 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第1期134-141,共8页
曲面仿生复眼相机具有大视场,对运动目标敏感等特点,在广域探测、内窥导管、精确制导等国防、医学及民用工业领域中有着广阔的应用前景,该文报道了基于曲面仿生复眼相机的高速运动目标测速技术研究。首先建立了基于曲面仿生复眼成像原... 曲面仿生复眼相机具有大视场,对运动目标敏感等特点,在广域探测、内窥导管、精确制导等国防、医学及民用工业领域中有着广阔的应用前景,该文报道了基于曲面仿生复眼相机的高速运动目标测速技术研究。首先建立了基于曲面仿生复眼成像原理的测速模型;然后利用霍夫圆检测算法在原始复眼图像上找出每个子眼所在位置,并通过图像分割对相邻子眼之间重叠视场进行分析;最后再结合SIFT算法对相邻2个子眼的子图像进行特征点提取与图像配准,由提取出的特征点像素坐标计算出重叠区域像素数目,从而得到汽车的运动速度。设计了相关测速实验进行验证,实验中拍摄距离控制在6 m~10 m之间,对以8.33 m/s速度做匀速直线运动的汽车进行测试,测试结果表明,可将速度测试的相对误差控制在4%以内。与单孔径成像系统测速结果相比,曲面仿生复眼测速技术具有更高的准确性和重复性。 展开更多
关键词 仿生复眼 单孔径 测速系统 图像处理 大视场
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基于改进Faster R-CNN的红外目标检测算法
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作者 汪西晨 彭富伦 +1 位作者 李业勋 张俊举 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第2期346-353,共8页
为提升红外目标的检测精度,提出了一种引入频域注意力机制的Faster R-CNN红外目标检测算法。首先,针对红外图像边缘模糊和噪声问题,设计了一种并行的图像增强预处理结构;其次,在Faster R-CNN中引入频域注意力机制,设计了一种新型红外目... 为提升红外目标的检测精度,提出了一种引入频域注意力机制的Faster R-CNN红外目标检测算法。首先,针对红外图像边缘模糊和噪声问题,设计了一种并行的图像增强预处理结构;其次,在Faster R-CNN中引入频域注意力机制,设计了一种新型红外目标检测主干网络;最后,引入路径增强金字塔结构,融合多尺度特征进行预测,利用底层网络丰富的位置信息,提升检测精度。在红外飞机的数据集上进行实验,结果表明,改进后的Faster R-CNN目标检测框架比以ResNet50为主干的算法的AP提升了7.6%。此外,与目前主流算法对比,本文算法提高了红外目标的检测精度,验证了算法改进的有效性。 展开更多
关键词 红外目标检测 图像增强 Faster R-CNN 频域注意力机制 多尺度特征融合
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用于应力双折射分布测量的多构型扫描系统设计
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作者 岐临凯 李克武 +2 位作者 李坤钰 王志斌 李晋华 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第3期608-615,共8页
为了实现对不同构型光学样品进行应力双折射分布测量,在使用双弹光调制方法的基础上,设计了一种应用于双折射分布测量的多构型扫描系统。该系统在保证测量的高分辨率的同时,通过保持激光器静止,同时使样品进行快速移动,提高了测量精度... 为了实现对不同构型光学样品进行应力双折射分布测量,在使用双弹光调制方法的基础上,设计了一种应用于双折射分布测量的多构型扫描系统。该系统在保证测量的高分辨率的同时,通过保持激光器静止,同时使样品进行快速移动,提高了测量精度与广度。在样品测量方面,采用633 nm(1/4)玻片测试,测试相对误差的范围为0.79%~0.95%,波动范围为0.12 nm,标准差为0.0352;采用BK7玻璃样品测试,波动范围为0.25 nm,标准差为0.0389。在扫描精度方面,连续扫描精度误差不超过0.05 mm,连续寸动扫描精度误差不超过0.009 mm。对比实验结果可得出,该多构型扫描系统可有效解决对样品任一区域实现高精度应力双折射测量的问题。 展开更多
关键词 多构型扫描系统 弹光调制 应力双折射 上位机设计
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双轴倾角传感器离轴倾斜测量的误差校正
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作者 王森 常颖 +1 位作者 崔尧尧 刘斌 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第8期178-187,共10页
二维摆动台常由离轴布局的两个一维摆动台组成。双轴倾角传感器用于二维摆动台倾斜测量时,难以避免出现传感器安装误差。同时,离轴布局的摆动台存在二维转轴间的角度耦合,即底层摆动台倾斜会造成上方摆动台的角度测量偏差。首先,对上述... 二维摆动台常由离轴布局的两个一维摆动台组成。双轴倾角传感器用于二维摆动台倾斜测量时,难以避免出现传感器安装误差。同时,离轴布局的摆动台存在二维转轴间的角度耦合,即底层摆动台倾斜会造成上方摆动台的角度测量偏差。首先,对上述二维离轴倾斜系统的角度误差进行了分析和建模,将误差分类为近似线性误差和非线性误差。线性误差包括竖直和水平方向的倾角传感器安装误差。非线性误差则仅由摆动台离轴布局造成。随后,联合线性单应矩阵和非线性离轴倾角模型,提出了针对两类误差的校正方法,并制定了自动校正流程。最后,为了检验所提方法的校正精度,在±12°范围内进行了离轴角度调控实验。实验结果表明,二维摆动台倾斜角度测量精度由校正前的0.559°和-0.216°提高到了0.025°和0.013°,使角度误差减小了一个数量级。此外,为了进一步验证所提方法的有效性,与两种现有方法进行了对比实验。实验结果表明所提方法在校正精度和操作简易性方面均优于其他两种方法,证明了本文误差校正模型具有较高的完备性。 展开更多
关键词 双轴倾角传感器 单应变换 系统标定 非线性误差
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基于U波段光波产生频率可调谐的微波载波
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作者 姬迪 胡志涛 +3 位作者 王柱天 庞拂飞 叶楠 宋英雄 《光通信研究》 北大核心 2024年第2期116-120,共5页
【目的】具有可调谐能力的高频微波载波(GHz)在第五代移动通信技术(5G)/第六代移动通信技术(6G)无线网络、雷达系统和卫星通信领域中有着广泛的应用。由于比较简单的系统结构、大带宽和低损耗的优点,基于光子技术生成高频可调谐微波载... 【目的】具有可调谐能力的高频微波载波(GHz)在第五代移动通信技术(5G)/第六代移动通信技术(6G)无线网络、雷达系统和卫星通信领域中有着广泛的应用。由于比较简单的系统结构、大带宽和低损耗的优点,基于光子技术生成高频可调谐微波载波的技术方案吸引了国内外研究团队的广泛关注。由于目前C波段有着成熟的商用器件,因此目前光生微波实验多在C波段进行。随着波分复用(WDM)—光载射频(ROF)技术借助WDM系统在光频域的合/分波来灵活实现微波频段的合/分波,利用ROF系统采用光生微波技术来简化基站配置,使得C波段的有限带宽资源(35 nm, 1 530~1 565 nm)越来越紧张。因此,光生微波技术的研究有着向更宽光谱范围扩展的驱动力。U波段可以提供宽至50 nm(1 625~1 675 nm)的信道带宽来缓解C波段的信道利用压力。在U波段,标准单模光纤已实现低至0.195 dB/km(@1 625 nm)的光功率损耗,特别是,掺铥光纤放大器在U波段也可实现达到18.7 dB(@1 655 nm)的大带宽增益。因此,基于标准单模光纤的WDM系统可向U波段扩展,从而促使WDM-ROF技术向这一波段延伸,进而带动光生微波技术向U波段拓展。文章研究了U波段的光生微波技术。【方法】从数学模型上看,现有光生微波技术对所应用的光载波波段是透明的,只需选择对应工作波段的光子学器件就可在任意波段使用这些方法来产生微波载波。从原理上看,C波段的光子学器件(如偏振控制器、相位调制器(PM)和光纤移相器(FPS)等)可以工作在U波段,这些器件的工艺技术成熟并易于购置。因此,文章采用C波段的PM、FPS和光耦合器等光子学器件,基于U波段光载波搭建了光生微波载波系统。【结果】最终基于该系统产生了调谐范围覆盖7.5~12.0 GHz、杂散抑制比达29.6~35.2 dB的可调谐微波载波。【结论】文章通过公式原理分析和实验验证,实现了将光生微波载波技术的工作波段扩展至U波段。 展开更多
关键词 光生微波载波 U波段 光相位调制器 强度调制 频率可调谐 杂散抑制比
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基于三基色LED的线性调光混合照明
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作者 黄涛 夏振平 +3 位作者 彭子雄 刘宇杰 李超超 顾敏明 《中国光学(中英文)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期108-117,共10页
为提供高品质、智能健康的照明光源,基于三基色LED光源构建了线性调光混合照明系统,并提出一种调光调色的优化方法。混合光源的光色度和光强度分别用色温和明度等级来设定,使得混合照明效果更加符合“人因照明”的需求。在系统的智能优... 为提供高品质、智能健康的照明光源,基于三基色LED光源构建了线性调光混合照明系统,并提出一种调光调色的优化方法。混合光源的光色度和光强度分别用色温和明度等级来设定,使得混合照明效果更加符合“人因照明”的需求。在系统的智能优化配光过程中,将色温转化为CIE u′v′色度坐标,明度转化为亮度,使优化计算更加精确。该系统采用线性调光的方式,既能有效避免混合光源闪烁带来的健康安全问题,配合优化算法又有效解决了线性调光色度漂移大的问题。实验结果表明,在2000 K~8000 K的色温范围内,混合照明系统混合光的色度稳定性保持在1阶CIE u′v′圆内,在对应色温下的整个光强度调节范围内无可察觉的色差。采用线性调光方式在保持光色度稳定上比脉冲宽度调光方式效果更佳。理论探究和实验结果表明该混光照明系统简易可行,具有较高的实用价值。 展开更多
关键词 三基色LED 混合照明 线性调光 人因照明 色差 CIE u′v′圆
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基于激光振镜的高稳定辐照度定标光源
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作者 林雨辰 董航 +4 位作者 叶新 费义艳 张程睿 方伟 衣小龙 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第1期206-214,共9页
获取高均匀性、高稳定性的光源是太阳绝对辐射计辐射照度定标的关键技术,实验室现有光源无法同时满足均匀性与稳定性。因此,该文提出通过振镜扫描的方式来获取高均匀、高稳定的面光源方案。首先,建立二维激光扫描模型,设计以快速扫描振... 获取高均匀性、高稳定性的光源是太阳绝对辐射计辐射照度定标的关键技术,实验室现有光源无法同时满足均匀性与稳定性。因此,该文提出通过振镜扫描的方式来获取高均匀、高稳定的面光源方案。首先,建立二维激光扫描模型,设计以快速扫描振镜和离轴抛面镜为核心的光学系统;其次,根据振镜扫描系统建立驱动,开发控制软件,设计三种扫描路径;最后,选取合适的扫描路径进行实验验证,并开展其均匀性、稳定性等方面的测试。实验结果表明:振镜扫描光斑的不均匀性优于±1%,发散角小于±0.26°,光源稳定性优于0.02%。验证了激光振镜扫描光源可作为绝对辐射计辐照度定标光源的可行性,为实现高精度太阳辐照度定标提供关键技术支撑及实验依据。 展开更多
关键词 太阳绝对辐射计 振镜扫描 离轴准直 高均匀性 高稳定性
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连续激光辐照背照式CMOS图像传感器实验研究
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作者 许永博 王云哲 +3 位作者 郑长彬 刘扬 程相正 邵俊峰 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第5期1072-1078,共7页
背照式互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)图像传感器较前照式结构显著提高了低光照环境下的拍摄效果,激光对不同结构传感器有不同的干扰损伤机制。为了研究激光对背照式CMOS图像传感器的影响,利用1 0... 背照式互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)图像传感器较前照式结构显著提高了低光照环境下的拍摄效果,激光对不同结构传感器有不同的干扰损伤机制。为了研究激光对背照式CMOS图像传感器的影响,利用1 064 nm连续激光,开展对背照式CMOS图像传感器的干扰和损伤实验研究。干扰实验观察到饱和与反饱和现象,激光功率密度大于1.39×10^(-2)W/cm^(2)时出现饱和现象,大于1.03×10~4W/cm^(2)时出现反饱和现象。损伤实验观察到点损伤、十字线损伤、面损伤和致盲现象,功率密度大于1.35×10^(6) W/cm^(2)出现点损伤,大于1.74×10^(6) W/cm^(2)出现十字线损伤,大于1.65×10^(7) W/cm^(2)时出现面损伤现象,进一步增加激光功率,探测器最终出现致盲现象。背照式结构电路较前照式结构的位置更深,干扰和损伤所需的激光功率更高,因此抗激光能力更强。 展开更多
关键词 连续激光 图像传感器 背照式 激光干扰 激光损伤
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弹光调制器动态参数测量与高效驱动匹配研究
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作者 刘坤 李克武 +2 位作者 王爽 王志斌 张易琨 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第2期415-421,共7页
为了提高弹光调制器(photoelastic modulator,PEM)的驱动效率,提出了一种基于PEM动态参数测量的阻抗匹配参数计算方法。理论分析了PEM调制幅度与驱动电压大小的关系,建立了PEM及其谐振匹配网络的等效电路模型,在此基础上推导了PEM谐振... 为了提高弹光调制器(photoelastic modulator,PEM)的驱动效率,提出了一种基于PEM动态参数测量的阻抗匹配参数计算方法。理论分析了PEM调制幅度与驱动电压大小的关系,建立了PEM及其谐振匹配网络的等效电路模型,在此基础上推导了PEM谐振驱动电压与各个参数的关系,并设计了针对PEM动态测试的测量系统与验证方法。对谐振频率为44.822 kHz的PEM进行各项特性曲线的理论仿真与试验比较,验证了动态测量系统的可靠性,并通过数值仿真得到PEM最优匹配参数。在最优匹配参数附近选取不同匹配参数,测量实际谐振驱动电压,测量结果与仿真曲线相关性达0.996 4,变化趋势在10μF前基本吻合,且在理论最优匹配参数下,实际谐振驱动电压峰值达510 V,优于其他驱动匹配方法,接近理论最大值,相对误差小于1.16%。通过PEM等效动态参数推算的最优匹配参数,可使PEM达到最大驱动效率。 展开更多
关键词 弹光调制器 驱动效率 动态参数 阻抗匹配
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提高ECDL扫频线性度的高效迭代算法
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作者 郭佳奇 李鲲 +2 位作者 曹杰 李晶晶 梁亚峰 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第3期575-582,共8页
针对调频连续波激光雷达扫频线性度较差的问题,提出一种适用于压电陶瓷外腔的可调谐外腔半导体激光(external cavity diode laser,ECDL)的高效率线性化预调制修正方法。基于体光栅反馈的ECDL模型和压电陶瓷迟滞特性,设计了符合压电陶瓷... 针对调频连续波激光雷达扫频线性度较差的问题,提出一种适用于压电陶瓷外腔的可调谐外腔半导体激光(external cavity diode laser,ECDL)的高效率线性化预调制修正方法。基于体光栅反馈的ECDL模型和压电陶瓷迟滞特性,设计了符合压电陶瓷偏置器(piezoelectric ceramics,PZT)物理性质的迭代控制算法,实现了ECDL高线性度扫频激光输出。该激光系统能够实现在60 kHz的重频条件下,输出扫频带宽为1.1 GHz的线性扫频,残余非线性达到10-7,并且通过实验验证了在80 m的距离下厘米级的测量精度,在3 km的距离下实现米级测量精度。结果表明,该算法可以有效解决压电陶瓷偏置器的ECDL的线性化修正问题。 展开更多
关键词 调频连续波 ECDL 压电陶瓷 控制算法
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