基于CDM升压单元的高增益Boost变换器

提出了一种具有n(n≥2)倍传统Boost变换器电压增益的高升压Boost变换器,该变换器由2个基本的Boost单元和n-1个由电容、二极管组成的CDM升压单元构成,2个有源开关采用交错控制。该变换器可实现n倍增益变换,避免了在高升压应用场合出现极大占空比;由于采用交错控制,输入电流纹波频率是开关频率的2倍,纹波峰峰值得到降低,因此可减小输入滤波器的体积;有源开关及二极管的电流应力低,因此可选择低耐压的器件以进一步提高变换效率;2个Boost单元能实现自动均流,不需任何有源均流控制。首先对变换器的拓扑推演过程进行了详细阐述,然后以4倍增益高升压Boost变换器为例分析了该类变换器的工作原理及性能特点,最后搭建了一台额定输出功率为300W的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性。

基于重力补偿的立式三平板绝对检测（英文）

为了实现高精度平面面形绝对检测,对传统的立式三平板绝对检测方法进行了重力变形补偿.通过有限元软件仿真了平板在水平放置于工装上的重力变形,并将其加入到平面绝对标定的计算中.把平面标定分成旋转对称项和旋转非对称项分别标定后进行综合,并与旋转平移绝对检测方法的测量结果进行了对比,去除离焦项对比结果均方根小于1nm.为了进一步验证离焦项的标定,对一平板在不同口径环形支撑下的形变量进行了检测和仿真,对比结果的峰谷值小于9nm,达到较高的离焦项测量精度.实验结果验证了基于重力变形补偿的立式三平板绝对检测方法能够实现立式下平面的高精度绝对检测.

大口径高精度斐索干涉仪球面参考镜设计

设计了一款口径为30.48cm高精度斐索激光干涉仪参考镜,其F数为0.82,参考面半径为224.99mm。所设计的参考镜其透射波前峰谷值为0.095λ,均方根值为0.028λ,透射波前斜率最大值为11μrad。理论分析了参考镜的回程误差对面形检测精度的影响,其最大值为0.29nm。利用Zemax光学设计软件对参考镜进行了仿真分析,仿真与实验结果表明,该标准镜头可满足精度1nm的元件面形检测需求。

超短焦投影系统中自由曲面的多视场优化迭代设计方法

为解决超短焦投影系统中自由曲面反射镜的设计难题,提出一种适用于大视场成像光学系统的自由曲面设计方法,即多视场优化迭代法.该方法以一个反射平面作为设计起始面,基于多视场下物像的对应关系,并根据反射面的法线方向,通过加权优化迭代计算得到自由曲面反射面的形貌.采用基于该方法得到的自由曲面优化设计了一种折反式超短焦投影物镜,可将0.65inch的数字微镜器件芯片在230mm投影距离处放大为100inch的投影画面.物镜的调制传递函数在0.43lp/mm处优于0.4,最大畸变优于1%.该方法简单易行,可为大视场成像系统中自由曲面的设计提供有益参考.

基于自由曲面反射镜的低投射比超短焦投影物镜的光学设计

为了设计低投射比的超短焦投影物镜,本文采用自由曲面和折反式的光路结构设计了一种具有低投射比的超短焦投影物镜系统。该物镜由一个旋转对称的折射透镜组和一个自由曲面反射镜组成。采用11.938 mm的数字微镜器件(DMD)作为空间光调制器产生图像源。采用法线加权迭代优化的方法计算自由曲面。最后,分析了系统的性能。仿真结果表明:超短焦投影物镜可在580 mm的投影距离处实现3048 mm尺寸的大屏幕投影,系统的投射比低至0.19,系统的最大畸变小于0.72%。能够满足低投射比超短焦投影物镜的设计要求。该投影系统具有低投射比、低畸变、投影效果好等优点,可为超短焦投影系统的进一步发展提供有益参考。

河南省农村能源革命转型发展路径研究

结合河南省农村各地资源禀赋和产业发展特点,提出农村能源革命转型发展路径和行动方案,为河南省农村能源革命试点县及其他县区因地制宜开发提供可借鉴的发展模式,该成果可以为进一步推进河南省农村能源革命试点示范提供参考。

高精度干涉检验移相算法对振动误差的免疫能力

对移相干涉测量中影响移相稳定性,从而产生测量误差的小幅度机械振动进行了研究,建立了振动误差模型,仿真分析了Wyant84b三步算法、Hariharan87五步算法、七步算法和十三步算法4种不同移相算法对振动的免疫能力。模拟结果显示,十三步算法对振动的免疫能力最好,与已发表文献成果吻合,说明本文的模拟具有较高的可信度,在一定程度上能够对影响干涉仪精度的振动误差进行合理预测,并能够起到评价和筛选移相算法的作用。

河南省煤电发展前景分析

煤电在为河南省提供充足电力、热力保障的同时,也面临诸多问题和挑战。结合河南省区外来电通道及利用情况、可再生能源发展潜力对河南省电力生产供应结构进行了分析,指出煤电仍是河南省的支撑性电源,在积极引入区外来电力的同时,还需提前规划布局部分煤电项目,该成果可为河南省中长期电力发展战略提供决策参考。

面向园区源网荷储一体化研究

本文开展面向园区的源网荷储一体化研究,提出园区内一体化建设技术路线及应用场景,科学配置风电、光伏、储能系统,为开展源网荷储一体化绿色供电园区研究提供参考。

跨省区输电对受端省份经济及环保等综合影响分析

当前我国经济持续健康发展内生动力强劲,中长期电力刚性需求增长态势稳定,中东部能源电力资源相对匮乏而电力需求稳步增长,促使中东部省份积极争取省外清洁电力。本文以"西电东送"某±800 kV特高压直流线路为例,研究测算跨省区输电对受端省份投资拉动、环境效益、税收及就业等多方面影响,归纳总结出跨省区输电对受端省综合影响分析的研究思路及方法。

猫眼法绝对测量干涉仪出射波前

由于非共光路误差是菲索干涉仪进行高精度检测中最重要的误差因素之一,而非共光路误差是由于非理想的光学系统即干涉仪的出射波前不理想造成的,所以为了测量干涉仪的出射波前来评估干涉仪非共光路误差的大小,提出一种利用干涉仪猫眼位置绝对测量干涉仪出射波前的方法。该方法基于干涉仪自身的面形测量功能,操作非常简单,只需要一块反射镜就能够实现干涉仪出射波前的测量。该方法通过至少三个猫眼位置的测量得到干涉仪出射波前的自身剪切数据,然后通过基于旋转平移的绝对检测算法直接得到干涉仪的出射波前的二维波前数据。实验结果表明:该方面能够实现不包括Power在内均方根(RMS)值约为15 nm的测量精度。该方法能够准确测量干涉仪出射波前,从而评估干涉仪非共光路误差。

在随机和倾斜移相下光强归一化的迭代移相算法

由于存在振动和导向误差,干涉仪移相器在移相过程中产生随机的平移误差和倾斜误差,会给测量结果带来影响。因此高精度测量中对环境的稳定性和移相器的性能要求很苛刻。为了降低此种要求,针对随机和倾斜移相下干涉图背景光强和调制度的不均匀会影响移相平面计算的问题,对采集得到的干涉图做归一化处理,并利用迭代最小二乘法对归一化的干涉图做相位求解。迭代过程中,将干涉图分块来求解移相值,并对各移相值做平面拟合得到移相平面。仿真结果表明,该方法消除了背景光强和调制度的不均匀对倾斜系数计算的耦合作用,能够有效补偿倾斜移相误差对面形相位的影响,与其他方法相比,具有收敛速度快、求解精度高的特点。实验结果进一步验证了该方法的有效性。

光刻机投影物镜热像差主动补偿方法研究

非均匀照明导致的热像差是光刻机投影物镜工作过程中成像性能劣化的主要因素,对其补偿是必要的。针对物镜热像差的补偿问题,提出了分区式加热补偿镜的方案,利用玻璃材料折射率随温度变化的特点,采用电薄膜加热器在镜片的周围加热,从而产生可控的波前变化以补偿物镜由照明引起的热像差。建立了补偿方案的理论模型,并以一片平板透镜为对象开展了实验验证,实验结果表明,补偿前后镜片的波前由12.52nm[均方根(RMS)]变化至2.95nm(RMS),表明该补偿方案是可行、有效的。

高精度平面绝对标定

在高精度面形检测中,绝对标定是提高检测精度的重要方法。但在平面绝对标定中,无论是经典的三平板绝对检测还是旋转平移绝对检测都无法对平面的power项进行绝对标定。而利用液面进行绝对标定虽然可以给出完整的平面标定,但是液面易受环境影响,重复性难以提高,因此标定精度往往不高。针对这一难题,利用Fizeau干涉仪,采用液面方法对平面的power项单独进行绝对标定,结合旋转平移绝对标定方法对平面其他Zernike项进行标定,从而得到了完整的高精度的平面绝对标定。不仅提高了检测精度,也对平面进行了完整的高精度标定,大大提高了干涉仪的检测精度。

基于两帧差分平均移相算法标定斐索型波长移相干涉仪

波长移相干涉仪的移相值与干涉腔长度有关,需要对其标定方可采用定步长移相算法计算相位分布。为了标定研制的斐索型波长移相干涉仪,提出一种利用干涉图直接计算定步长移相值的新算法两帧差分平均移相算法(TDA)。对该算法进行模拟仿真,验证了算法的可行性和计算精度,并进一步开展了实验研究。结果表明:运用TDA算法处理定步长移相干涉图可以获得与实际值接近的计算结果;利用TDA算法标定的波长移相干涉仪的测量面形均方根(RMS)重复性优于0.07nm(1.106λ/10000),达到了设计指标;用该干涉仪与Zygo干涉仪对相同元件进行比较测量,检测结果之差的RMS为0.742nm。

基于数值模拟的高精度波长移相干涉仪随机误差分析

研制波长移相干涉仪时为了选出满足干涉仪设计指标的激光器和CCD相机,采用直接计算法和蒙特卡罗法对干涉仪系统中的主要随机误差进行建模仿真。介绍了菲佐型波长移相干涉仪的基本结构和测量原理,对振动、空气扰动和激光光源不稳定性等随机误差进行了理论分析,建立了相应的数学模型。结合误差模型进行数值仿真,获得了各随机误差大小与测量结果之间的数值对应关系,完成了激光器和CCD相机的选型和误差分配。搭建了波长移相干涉仪实验装置并对其重复性进行测量。实验结果表明,搭建的波长移相干涉仪的均方根(RMS)重复性优于0.07nm,基本达到设计指标。

用计算全息图检测非球面时的自补偿效应分析

用计算全息图(CGH)检测非球面时,除了设计零位补偿CGH外,还往往设计辅助调节CGH,从而可以利用干涉图来精确调节CGH的位置。针对这种同时具有零位补偿和辅助调节功能的CGH,提出零位补偿CGH和辅助调节CGH之间具有相互补偿效应。针对一高次非球面,设计了四种不同的CGH配置方案,而后逐一分析了零位补偿CGH和辅助调节CGH之间的补偿效应。分析结果表明,在相同的基板误差的条件下,具有自补偿效应的配置方案的Power项误差小于其他方案的1/40,而球差和高阶球差则小于其他方案的1/70。利用具有自补偿效应的配置方案加工制作了CGH,用此CGH完成了对非球面的加工检测迭代,非球面面形的收敛精度均方根(RMS)达到0.48 nm。

离焦补偿算法提高曲率半径测量精度的研究

基于立式Fizeau型干涉仪曲率半径测量系统,提出了一种简捷的离焦补偿算法,该算法对猫眼和共焦零位置的离焦量进行补偿,达到了提高曲率半径测精度的目的。从理论的角度分析了待测面波前像差中的离焦量与待测面位置偏移量之间的线性关系,并得到了两者之间变化的斜率。结果表明,猫眼和共焦零位置附近离焦量的大小与待测面位置偏移量之间为线性关系,且拟合直线的斜率与理论值相一致。同时,当待测面在共焦位置存在离焦时,利用离焦补偿算法使曲率半径测量精度提高了一个数量级。

高精度光学平板在三点支撑下自重变形的研究

影响高精度光学元件重要的因素之一是支撑结构。主要研究了在三点支撑下,自重变形量与口径和厚度的关系。采用数值分析、有限元法(FEM)模型与实验验证相结合的方法完成对三点支撑下自重变形量的研究。采用薄板理论推导了在三点支撑下,重力变形与口径、厚度的关系;采用有限元法分析了一系列不同厚度、不同口径的平面镜自重变形大小;利用实验验证了模型的正确性。在薄板理论模型基础上,完善了自重变形与不同材料、口径、厚度、形状的变形函数,为快速计算出三点支撑下的自重变形提供理论依据。

基于旋转平均补偿算法的旋转非对称面形绝对检测

旋转法是一种用于获得被测面旋转非对称面形的绝对检测技术。旋转平均补偿算法是在N次等间隔旋转的基础上增加一次不同角度的旋转测量,称为N+1次旋转法。通过附加的一次旋转测量,采用泽尼克多项式拟合求解旋转平均法的丢失面形。推导了理论计算公式,仿真分析了存在旋转角度和偏心误差时,补偿算法的有效性以及附加旋转角度对补偿面形计算精度的影响。验证实验的结果与仿真相符,表明在选择合适的附加角度之后,该算法可有效补偿丢失信息。与旋转平均法相比,只需增加一次旋转,就能得到更完整的面形,极大地提高了检测效率和精度,实验中补偿率达到61%,检测精度提高了约1倍。