中红外平面光栅光谱仪系统光学设计与优化

利用红外热电堆阵列探测器作为光接收器,以小型化且能满足一定光谱工作范围和光谱分辨率为设计指标,根据光谱仪器设计理论和像差理论,设计了一种Czerny-Turner结构中红外平面光栅光谱仪。系统采用双离轴抛物面镜作为前置光路缩减了光学系统尺寸,采用超环面聚焦镜校正了像散。运用ZEMAX设计软件对中红外平面光栅光谱仪的前置光路、色散成像系统进行设计、优化和分析。最终分析结果表明,该系统光谱工作范围为8.04~13.96μm,光谱分辨率优于80 nm,F数为2,光学结构特征尺寸约为150 mm×200 mm×70 mm,满足设计指标。

双抛物面均匀反射聚焦式光伏发电供热装置

为进一步提高光伏发电系统的整机效率,研制了一套基于双抛物面均匀反射聚焦方式的新型光伏发电供热装置.分析了装置的整体构件组成、双抛物面聚光原理及其结构参数关系,并给出两轴伺服跟踪实现原理框图.基于滤红外线和水冷法相结合的光伏电板冷却技术,及两轴伺服结构和混合追日跟踪策略等技术原理进行设计.通过对原理实物样机的现场实测,验证了装置设计的正确有效性.

直视合成孔径激光成像雷达双面反射棱镜旋转发射装置内发射场的空间波前特性研究

直视合成孔径激光成像雷达(SAIL)中,在发射端主镜的后焦面,两个同轴反向扫描正交偏振发射光束需要具有空间抛物波前相位波前差。采用自差接收探测和相位复数化处理,在交轨向产生与目标点横向位置成正比的线性项调制,在顺轨向产生与目标点纵向位置成中心的二次项相位历程,成像原理分别采用傅里叶变换和匹配滤波聚焦成像。提出了一种新的双面反射镜旋转发射结构,实现了同轴正交偏振的双光束,在交轨向对远场目标反向扫描且速率相同,同时通过柱面镜控制顺轨向光束相位变化。基于傅里叶光学理论和数学近似,理论分析和公式推导双面反射镜的放置位置对内发射光场分布的影响。建立了物理模型,数值模拟正交偏振双光束在发射端衍射到内发射场物理过程,给出光场强度和相位分布,并且和解析分析结果作对比,给出误差分析和结论。