基于四棱锥传感器的波前检测仿真设计

波前检测是天文望远镜自适应光学中的重要环节。四棱锥作为一种新型的波前检测元件,与其他传统的波前传感器相比,具有较高的灵敏度。特别是对于光干涉或拼接镜面望远镜而言,四棱锥波前传感器能够被用来检测子望远镜或子镜面之间的相对光程差,从而为干涉(或共相)的实现提供有效的检测信号。在分析四棱锥波前检测原理的基础上,阐述了单孔径条件下波前倾斜检测及双孔径干涉条件下相对光程差检测的软件仿真设计和阶段性成果,并简述了下一阶段的研究计划。

机场远距离目标望远镜监控系统的初步设计

望远镜监控系统可以用来监控诸如机场上空的鸟群、低空云层以及跑道和停机坪上的异常物体等机场远距离目标。整个系统的设计分为光学与机械、望远镜控制、以及监控成像与图像处理三个子系统。在光学与机械部分 ,着重论述望远镜的光学特性和电机驱动方式下的机械结构改进 ;在望远镜控制部分 ,分析了控制电机的选择、单片机的控制方式、以及计算机控制软件的功能设计 ;最后概述了监控成像与图像处理部分的初步实现方式。

基于1.06 μm波长的空间合作目标及碎片高精度激光测距试验

常规卫星激光测距大多数采用532 nm波长激光,但受激光能量和大气透过率低等瓶颈制约,在微弱目标探测如碎片激光测距、月球激光测距中使用难度较大.本文介绍了基于1.06μm波长的激光测距技术,分析了1.06μm测距技术在激光能量、大气传输、背景噪声、单光子探测等方面相对于532 nm激光测距的优势,分析了其应用于微弱目标激光测距的前景,提出了针对1.06μm激光测距系统的改造方案,在上海天文台532 nm卫星激光测距系统的基础上,完成了系统改造,国内首次利用1.06μm增强的In Ga As探测器实现对合作目标的高精度厘米级激光测距,证明了1.06μm波长激光测距技术在系统噪声和测量效率等方面的优势,并且实现了该波长对1500 km空间碎片目标的高精度激光测距,为未来远距离微弱目标高精度近红外波段激光测距提供了紧凑、低成本、易操作的测量技术方案.

利用四棱锥传感器检测光学拼接镜的法向光程差

研制光学天文望远镜拼接主镜时,需要精确检测各子镜单元之间的法向光程差。在对四棱锥波前检测原理分析的基础上,通过反射立方体模拟拼接镜面,开展四棱锥传感器的检测实验,验证了四棱锥传感器检测信号和拼接镜子单元间的piston误差信号之间存在确定的函数关系。在一个波长的位移行程内,目前可以达到数十纳米的测量精度。

四棱锥传感器在空间光干涉望远镜共相中的应用

针对空间光干涉望远镜提出了一种基于四棱锥波前传感器的相位平移误差检测与闭环校正方法.该方法依次在三种不同波长条件下,用四棱锥传感器检测两两子镜间的平移误差,并依据实时测量结果控制子镜产生相应的校正平移量,直到将平移误差校正到所用半波长的整数倍,而后根据已知的波长数据和子镜平移量数据计算得到真实的平移误差,进而对平移误差进行闭环校正.以两个子镜构成的空间望远镜为研究对象,对该检测与闭环校正方法进行了仿真验证.仿真结果表明,该方法可在500μm范围内对相位平移误差进行准确闭环校正,具有纳米级的精度与良好的重复性.

基于色散干涉图像的拼接望远镜共相零位标定方法研究

镜面拼接是一种提高望远镜分辨率的有效方法,拼接子镜间的相位平移误差是影响拼接望远镜成像质量的重要因素.针对当前拼接望远镜中的共相问题,提出了色散干涉图像峰值比值为评价函数的共相零位标定方法.以两个子镜为研究对象,对该共相零位标定方法进行了仿真验证,并搭建了两孔径共相零位标定实验平台,验证了基于色散干涉图像的拼接望远镜共相零位标定方法的可行性.实验结果表明,该方法不受2π模糊性问题影响,可在几百微米共相误差范围内以10 nm左右精度对共相零位进行标定,解决了现有标定方法动态范围受限的问题.

基于光栅色散干涉条纹的菲佐光干涉望远镜共相检测方法研究

菲佐光干涉望远镜实现高分辨率成像的关键是各子孔径之间相位平移误差的共相检测.基于物理光学基本原理,论证了两个子孔径在单色光条件下其远场干涉条纹峰值偏移量与其相位平移误差之间的近似线性关系,提出了一个波长范围内的平移误差检测方法;进而提出了基于光栅色散干涉条纹的共相检测方法,并对其可行性、检测精度和检测范围进行了理论分析与仿真实验.结果表明,该方法在原理上可以实现对两孔径的相位平移误差进行直接检测,50μm范围内平移误差的检测精度优于20 nm,解决了既有方法可能存在的2π模糊性及无法判断平移误差正负的问题.该方法为共相检测技术的进一步研究提供了新的途径和参考.

一种基于傅里叶变换和图像二值化阈值遍历的干涉条纹角度计算方法

消除综合孔径望远镜子孔径之间的相对光程差是实现高分辨率干涉成像的前提条件,条纹检测法是一种检测相对光程差的有效办法。因子孔径的空间位置排布使干涉条纹具有一定的方向性,若不能精确获知干涉条纹的角度,则无法沿条纹的法线方向行采样,进而无法根据对比度变化曲线的最大值获得子孔径之间的最小光程差位置。提出了一种基于傅里叶变换和图像二值化阈值遍历的获得干涉条纹角度的方法,首先介绍了算法的基本原理,其次通过对条纹角度为43°的仿真数据进行算法验证得到的角度为43.007 8°,与理论值的误差为0.018%,证实了方法的可行性。最后对比了未旋转相机和旋转相机两种情况下的条纹对比度变化曲线,可知通过旋转相机使条纹转至相机靶面纵轴方向再进行采样的办法,更有利于精确得到相对光程差的最小位置。

光干涉条纹检测中的一种并行迭代相位解缠算法应用研究

从干涉条纹信息中提取出的相位信号能够用于测量光学合成孔径阵列中各子孔径之间的相对光程差。相位解缠是恢复真实相位的关键步骤。本文借鉴一种并行抗噪解缠算法,提出以差分值的极性变化作为判据进行波形整形,同时结合子孔径相对光程差标校测量过程中的干涉条纹数据,开展预处理和相位解缠,最后获得均方根值约16 nm的解缠精度。

基于DSP的望远镜液压控制系统

依靠液压系统支撑的天文望远镜在正常工作过程中往往要求其油(液)压保持在某一稳定值。为此,设计了基于DSP的液压模糊控制系统。该系统采用TMS320F2812 DSP芯片作为微处理器,控制相应的外围电机驱动电路;利用传感器测得的油压信号与目标值之间的偏差,经模糊控制器计算处理后输出相应占空比的PWM波形,从而调节油泵电机的运行频率,以实现液压系统油压的稳定。现场运行结果表明,该系统可以有效消除外界环境因素的干扰,保证了油压的稳定。

基于宽光谱条纹对比度的菲索型光干涉望远镜共相检测与控制方法

菲索型光干涉望远镜得到高分辨率成像的关键是消除各子镜之间相位平移误差。宽光谱条纹对比度检测法是一种检测相位平移误差的有效办法。基于物理光学的基本原理,论证了平移误差与系统点扩展函数的关系,进而仿真了共相远场条纹像,分析了共相检测与控制过程和数据预处理的方法,提出了加权对比度的算法和共相维持的方法,最终得到了共相远场像,并与仿真结果进行了对比。结果表明,实验与仿真的共相远场像能量分布形态以及数值都比较接近,该方法可以实现对子镜之间相位平移误差的检测与控制。

基于嵌入式平台控制的变形镜面形展平研究

变形镜是自适应光学系统中最主要的波前矫正器,它可以通过高频地改变镜面的面形来实时补偿波前像差。由压电陶瓷驱动的变形镜在自由状态下并非理想的平坦表面。由这种初始面形误差所产生的光学畸变将严重削弱变形镜闭环控制的性能。在使用变形镜进行光学像差矫正之前,需要首先对变形镜进行镜面展平。拟设计一种基于嵌入式平台的变形镜控制系统来实现面形展平和镜面变形。嵌入式平台选用英伟达公司的Jetson Nano开发平台。面形展平的关键环节是需要精确地获得变形镜对每个促动器行程(电压)的光学响应(影响函数),进而计算出响应矩阵。我们设计了基于Arm多核处理器的多线程算法显著提高了响应矩阵的计算速率。受压电材料的迟滞效应影响,变形镜的展平过程需要进行迭代收敛。经过数次迭代后,变形镜的面形误差RMS值由初始时的0.92λ降低到0.03λ,变形镜获得了比较好的展平效果。该系统的设计不但有利于变形镜系统的商用化,且较大程度地提高了变形镜闭环控制的能力,消除了自适应光学系统中变形镜自身的初始像差。

转变政府职能创建新体制——来自顺德市政府职能转变的调查报告

春之始,广东省物价局局长陈小川、副局长林林、梁炎佳、马壮昌带领局机关及事业单位的处级干部到顺德市参观学习。顺德市委市政府在转变政府职能中的举措和经验让人启迪匪浅,现辑录一二,以飨读者。

两种吸痰方式预防心胸外科术后机械通气患者呼吸道感染的效果

目的探讨密闭式吸痰和开放式吸痰两种方式对预防心胸外科术后机械通气患者呼吸道感染的效果。方法 2009年9月-2010年8月,将86例心胸外科术后机械通气患者随机分为两组,试验组应用密闭式吸痰法,对照组采用开放式吸痰法。观察两组患者术后机械通气治疗即刻及至拔出气管插管后48h内每日痰培养结果、每4小时监测一次体温、血常规检查及胸片结果、呼吸机相关性肺炎(ventilator associated pneumonia,VAP)发生情况。结果两组患者在年龄、性别、病种方面差异均无统计学意义(P>0.05),但痰培养结果阳性率、VAP发生率差异均有统计学意义(P<0.05)。两组发生VAP患者的痰培养病原菌检出情况:试验组均为G-菌;对照组以G-菌为主,余者为真菌-白色念珠菌。结论密闭式吸痰法预防心胸外科术后机械通气患者呼吸道感染效果较开放式吸痰法好。G-菌和真菌-白色念珠菌耐药性强,治疗难度大,临床中应重视呼吸道感染的预防。

无调制四棱锥波前传感器的光瞳像标定方法

四棱锥波前传感器具有空间采样率高和光能利用率高等优点。要准确地从光瞳像中提取待测波前的斜率信息,需要事先对光瞳像的尺寸和位置进行标定。分析了光瞳像尺寸标定误差和位置标定误差对自适应光学系统闭环校正效果的影响。提出了一种对无调制四棱锥波前传感器光瞳像进行标定的方法,并在考虑系统像差和探测噪声的条件下对该方法进行了多次仿真实验验证。分析结果表明,即使系统存在像差(均方根小于1.7λ),该方法仍可以对光瞳像的尺寸和位置进行准确标定。该方法可应用于实际自适应光学系统。

多学科协作治疗高龄呼吸机依赖患者护理一例

1病例介绍 患者男,85岁。因＂反复咳嗽伴喘息30年,复发伴加重1 d＂于2012年11月9日收入我院老年病科。体格检查：体温36.8℃,脉搏104次/min,呼吸28次/min,血压167/80 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）,经皮脉搏血氧饱和度（SpO2）90%;神志清楚;胸廓桶状胸,双肺叩诊呈清音,右肺呼吸音极低。