大口径宽光谱折射平行光管系统设计

介绍了大口径、宽光谱、折射式平行光管物镜的设计理论。结合项目设计实例：工作波长范围400-1100nm，焦距2000mm，相对口径1／10的折射式平行光管系统，论述了光学设计初期玻璃材料选取、初始结构选取与光焦度分配等问题。利用修正的相对部分色散P与阿贝数y建立复消色差方程组求解初始结构，使用Zemax软件优化设计出在全谱段范围内复消色差的平行光管系统。最后，给出Zemax软件分析的像差结果，系统中心视场内的点列图优于5μm，中心波长波像差优于1／60λ，焦距色偏移量为0．33mm，其余像差均在设计指标之内。

一种大相对孔径凸抛物面检验方法的研究

大口径凸非球面检验是非球面镜制造领域的难题之一。结合项目中一块相对孔径F/0.75,口径为332mm凸抛物面副镜的研制实例,在分析传统检验方法优缺点及适用性后,针对性地提出了一种类Offner透射补偿检验的新方法。基于三级像差理论出发求解其初始结构,使用Zemax软件分析与优化,从设计结果上看,此方法补偿精度很高,有效地补偿了非球面的法线像差。用蒙特卡洛方法分析给出公差分配方案,并研制出类Offner透射补偿器,用于凸抛物面镜的面型检验,表明此检验方法是完全可行的。实际加工完成后,用4D干涉仪检测镜面的面形精度达到RMS=0.0183λ优于λ/50(λ=632.8nm)。

应用于区域三维风场测量的船载激光测风雷达

针对区域风场测量在海上风能资源评估、海洋灾害天气防控等方面存在广泛的应用前景,研制了一种船载激光测风雷达,采用全光纤脉冲相干探测原理,结合组合惯导进行风场数据校正,完成三维风场测量。可克服运动中船的姿态、速度等因素对多普勒频移的影响,实时获取航线上更准确的中低空风场信息。通过船载激光测风雷达与地基激光测风雷达三维风场探测对比试验,验证了船载激光测风雷达三维风场测量数据的准确性。在船载试验中,以地基激光测风雷达作为标准器,船载激光测风雷达的风速、风向及垂直气流测量误差分别为0.52 m/s、6.24°和0.34 m/s。

微型集成化低功耗电光调Q电路的设计

研制了一种能在-40℃^+85℃环境下,适用于超小型无人测距照射平台的微型集成化低功耗脉冲激光器电光调Q电路,集成了高压电源与高压开关,克服了传统电光调Q电路驱动复杂、功耗高、边沿抖动、可靠性低、体积大不利于小型化集成的缺点;进行了实验验证,取得了实验数据:该型电光调Q电路功耗小于2W,调Q高压在1~5 kV范围内可调,脉冲上升沿或下降沿小于25 ns,可直接采用TTL控制信号触发,触发频率可达1 kHz,适用于多种电光调Q晶体,易于集成使用,为高重频、高峰值功率脉冲激光器提供可靠的电光调Q电路,已在多个型号项目上应用。

一种离轴抛物面镜像差校正镜组的设计

无光焦度校正板在光学像差校正中具有重要的作用。为校正大口径离轴抛物面的轴外像差,根据离轴抛物面式平行光管的设计特点,提出了一种用偏置于离轴抛物面镜之后的无光焦度校正板以校正其轴外像差的新结构。根据三级像差理论,分析并进一步推导了大口径离轴抛物面的单色像差分布系数,推导出偏置无光焦度校正板与离轴抛物面的空间几何关系,得出了计算偏置无光焦度校正板初始结构的方法。经过实例验证,由此方法计算出的初始结构参数正确,可有效提高优化设计的效率,同时,此结构能够以相对较小的口径校正离轴抛物面的轴外像差。

一种高精度两轴转台垂直度的快速检测方法

针对高精密两轴转台的结构特点，介绍了一种快速检测转台垂直度的方法。该方法使用千分表测量出俯仰轴的回转精度和俯仰轴相对于方位轴的波动值，运用误差合成公式计算得到两轴转台的垂直度，具有简洁高效、重复性好和结果直观等优点。测试实例表明检测方法准确可信，在检测点间距1m的条件下，能分辨出1．6′-4-0．6″垂直度误差，结果满足装配条件下的精度要求。