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Endoscopic Optical Doppler Tomography Based on Two-Axis Scanning MEMS Mirror
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作者 王东琳 郝蕴琦 +4 位作者 翟凤潇 杨坤 刘洪琼 陈巧 谢会开 《Chinese Physics Letters》 SCIE CAS CSCD 2018年第12期5-9,共5页
We study the feasibility of endoscopic optical Doppler tomography with a micro-electro-mechanical system(MEMS) mirror based probe. The additional phase shifts introduced by the probe are tracked and formulated.The sup... We study the feasibility of endoscopic optical Doppler tomography with a micro-electro-mechanical system(MEMS) mirror based probe. The additional phase shifts introduced by the probe are tracked and formulated.The suppression method of the probe phase shifts is proposed and validated by fluid flow detection experiments.In vivo blood flow detection is also implemented on a hairless mouse. The velocities of the blood flow in two directions are obtained to be-8.1 mm/s and 6.6 mm/s, respectively. 展开更多
关键词 Endoscopic optical Doppler Tomography Based on Two-Axis scanning MEMS mirror
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A Compact MEMS-Based Optical Scanning System with Large Field of View for Lidars
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作者 Yongjie Wang Ligong Chen 《Optics and Photonics Journal》 2021年第8期265-272,共8页
<div style="text-align:justify;"> In this work, a design of a compact optical MEMS-based lidar scanning system with a large field of view (FOV) and small distortion is presented. The scanning system ap... <div style="text-align:justify;"> In this work, a design of a compact optical MEMS-based lidar scanning system with a large field of view (FOV) and small distortion is presented. The scanning system applies an off-axis structure and the length of the system can be reduced to about 10 cm in an optimized way. Simulation results show that a large FOV is achieved under a uniform scanning scheme. In addition, the spot size less than 20 cm at distance of 100 m is also realized. The optical scanning system can be used for the vehicle-mounted Lidar. </div> 展开更多
关键词 MEMS mirror Lidar scanning System Beam Steering optical Design
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Bimorph deformable mirror based adaptive optics scanning laser ophthalmoscope for retina imaging in vivo 被引量:4
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作者 王媛媛 何益 +4 位作者 魏凌 李喜琪 杨金生 周虹 张雨东 《Chinese Optics Letters》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第12期43-47,共5页
A bimorph deformable mirror (DM) with a large stroke of more than 30 μm using 35 actuators is presented and characterized for an adaptive optics (AO) confocal scanning laser ophthalmoscope application. Facilitate... A bimorph deformable mirror (DM) with a large stroke of more than 30 μm using 35 actuators is presented and characterized for an adaptive optics (AO) confocal scanning laser ophthalmoscope application. Facilitated with a Shack-Hartmann wavefront sensor, the bimorph DM-based AO operates closed-loop AO corrections for hu- man eyes and reduces wavefront aberrations in most eyes to below 0.1 μm rms. Results from living eyes, including one exhibiting ~5D of myopia and ~2D of astigmatism along with notable high-order aberrations, reveal a prac- tical efficient aberration correction and demonstrate a great benefit for retina imaging, including improving resolution, increasing brightness, and enhancing the contrast of images. 展开更多
关键词 Bimorph deformable mirror based adaptive optics scanning laser ophthalmoscope for retina imaging in vivo DM AO
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扫描镜稳定度对TDI CCD测量精度的影响 被引量:6
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作者 贺小军 曲宏松 +1 位作者 张贵祥 王金玲 《中国光学》 EI CAS 2014年第4期665-671,共7页
利用TDI CCD成像数值仿真模型,研究了TDI CCD测量系统的测角精度随扫描镜速度稳定度的变化规律。首先根据TDI CCD推扫成像的物理过程,建立了数值仿真模型,设计了从光学像和扫描镜稳定度到数字图像的仿真链路;然后利用图像重心计算方法... 利用TDI CCD成像数值仿真模型,研究了TDI CCD测量系统的测角精度随扫描镜速度稳定度的变化规律。首先根据TDI CCD推扫成像的物理过程,建立了数值仿真模型,设计了从光学像和扫描镜稳定度到数字图像的仿真链路;然后利用图像重心计算方法求取图像中心坐标并得到目标点的角位置坐标;通过蒙特卡诺法进行海量打靶试验,对结果进行统计得到扫描镜各稳定度水平上的测量精度值;最后将某工程样机的扫描镜速度稳定度带入仿真模型,仿真结果表明:测试误差增大5.67μrad,达到了像元角分辨率的1/4。在光学测量系统的系统设计时,需要考虑像元分辨率及扫描镜稳定度的综合影响,选用合适的扫描镜稳定度要求,使测量角分辨率满足用户需求。 展开更多
关键词 光学测量 TDI CCD 成像仿真 扫描镜
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高集成度新型摆镜驱动模块的研制 被引量:6
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作者 汪逸群 颜昌翔 +2 位作者 谢涛 刘长顺 何欣 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期2997-3000,共4页
研制了一种高集成度的摆镜驱动模块,用作空间光学遥感器摆镜机构的动力单元。基于光、机、电一体化的设计理念,选择合适的步进电机,研制了大速比的谐波减速器和16位光电编码器,从而构制了紧凑型驱动模块。对该模块的轴系精度、位置精度... 研制了一种高集成度的摆镜驱动模块,用作空间光学遥感器摆镜机构的动力单元。基于光、机、电一体化的设计理念,选择合适的步进电机,研制了大速比的谐波减速器和16位光电编码器,从而构制了紧凑型驱动模块。对该模块的轴系精度、位置精度和速度精度分别进行了分析和测试,测试结果显示,轴系径向跳动<3μm,端面跳动<1μm,定位精度<40″;理论速度为0.1°/s时相对速度精度为19%,5°/s时相对速度精度为6.8%。试验结果表明,该驱动模块质量轻、输出力矩大、传动精度高,满足摆镜机构对驱动系统的指标要求。 展开更多
关键词 光学遥感器 摆镜 步进电机 谐波传动 驱动模块 精度分析
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基于像方摆扫的空间红外双波段光学系统设计 被引量:8
6
作者 李刚 樊学武 +1 位作者 邹刚毅 王红娟 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期861-866,共6页
红外探测器的尺寸是制约光学系统大幅宽成像的重要因素,选择合适的光学系统结构和成像方式,则可以规避探测器的限制。文中提出了一种像方摆扫成像模式,基于成熟的常规尺寸红外面阵探测器,采用多帧图像拼接的方式,满足了光学系统的大幅... 红外探测器的尺寸是制约光学系统大幅宽成像的重要因素,选择合适的光学系统结构和成像方式,则可以规避探测器的限制。文中提出了一种像方摆扫成像模式,基于成熟的常规尺寸红外面阵探测器,采用多帧图像拼接的方式,满足了光学系统的大幅宽成像要求。鉴于像方摆扫需要在平行光路中进行,在两反无焦系统的基础上,研究了三反无焦系统的设计方法,给出了初始结构的计算公式。光学系统总体上分为前置的无焦压缩系统、扫描摆镜、成像组。其中,扫描摆镜位于平行光路中的出瞳位置,采用视场分光的方式分别实现中波红外和长波红外成像,通过仿真分析,光学系统的冷反射得到有效抑制,MTF接近衍射极限。 展开更多
关键词 红外双波段 三反无焦系统 像方摆扫 光学设计
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超大口径平面反射镜的光学检测(特邀) 被引量:6
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作者 王孝坤 戚二辉 +5 位作者 胡海翔 苏航 李凌众 王晶 罗霄 张学军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期388-394,共7页
在简要总结了各种检测大口径反射镜难点的基础上,为了实现30 m望远镜(TMT)超大口径第三反射镜的高精度检测,提出了一种融合五棱镜扫描技术和子孔径拼接测试技术的新方法。大口径反射镜分阶段依次进行了五棱镜扫描测试和子孔径拼接检测,... 在简要总结了各种检测大口径反射镜难点的基础上,为了实现30 m望远镜(TMT)超大口径第三反射镜的高精度检测,提出了一种融合五棱镜扫描技术和子孔径拼接测试技术的新方法。大口径反射镜分阶段依次进行了五棱镜扫描测试和子孔径拼接检测,对该技术的基本原理和基础理论进行了分析和研究,制定了检测30 m望远镜第三反射镜(口径为3.5 m×2.5 m)的方案,对其测试流程、五棱镜设计、五棱镜扫描像差拟合、拼接最优化算法等进行了详细分析,并对30 m望远镜第三反射镜的原理镜进行了实验验证,其最终拼接检测面形的均方根值(RMS)和斜率均方根值(slopeRMS)分别为28.676 nm和0.97μrad。 展开更多
关键词 光学检测 超大口径平面反射镜 30 m望远镜 子孔径拼接干涉检测 五棱镜扫描
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离轴抛物面镜像面扫描太赫兹光学设计 被引量:3
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作者 张钊 孙景旭 +2 位作者 刘则洵 李宪圣 任建岳 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期93-99,共7页
为了提高太赫兹成像速度,设计了一种像面扫描太赫兹快速成像系统。它为反射式单像素探测器成像,成像系统采用新设计的表面镀金的离轴抛物面镜结构以实现大口径、无遮拦、高反射率、高质量成像;反射成像系统光学设计F数为2.93,通光孔径为... 为了提高太赫兹成像速度,设计了一种像面扫描太赫兹快速成像系统。它为反射式单像素探测器成像,成像系统采用新设计的表面镀金的离轴抛物面镜结构以实现大口径、无遮拦、高反射率、高质量成像;反射成像系统光学设计F数为2.93,通光孔径为100 mm,视场为±1°,焦距为293.45 mm,成像窗尺寸为64 mm×64 mm,圆孔直径为2 mm,扫描采集16×16像素图像时间为0.1 min,32×32像素图像时间为0.42 min,64×64像素图像时间为1.7 min,空间分辨率为1 cm。扫描系统结合压缩传感成像理论采用新型像面扫描方法实现快速成像,在系统焦平面位置加入旋转多孔盘,对像面的图像进行太赫兹能量强度扫描,使用金属光锥收集能量到高莱探测器。利用压缩传感理论的特殊条件(采样数目与图像像素数相等)进行像面图像采集,然后利用正则归一化方程重构像面图像,该系统具有成像速度快、分辨率高、低成本、结构紧凑合理的优点。 展开更多
关键词 太赫兹 离轴抛物面镜 像面扫描 光学设计
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夏克哈特曼扫描拼接检测平面镜(特邀) 被引量:5
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作者 王晶 王孝坤 +2 位作者 胡海翔 李凌众 苏航 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第10期59-65,共7页
随着先进光学系统设计与制造的发展,大口径光学系统得到了广泛的应用。然而,大口径平面镜高精度面形的检测手段不足,限制了大口径平面镜的制造与应用。为实现大口径平面反射镜的高精度面形检测,提出一种夏克哈特曼扫描拼接检测平面镜面... 随着先进光学系统设计与制造的发展,大口径光学系统得到了广泛的应用。然而,大口径平面镜高精度面形的检测手段不足,限制了大口径平面镜的制造与应用。为实现大口径平面反射镜的高精度面形检测,提出一种夏克哈特曼扫描拼接检测平面镜面形的方法。对扫描拼接原理、波前重构算法进行了研究,建立了微透镜阵列成像的数学模型,验证了夏克哈特曼扫描拼接检测原理的可行性。针对一口径为150 mm的平面镜进行了扫描拼接检测实验,拼接得到的全口径面形为0.019λRMS(λ=635 nm);与干涉检测结果对比,检测精度为0.008λRMS,结果表明该方法能够实现大口径平面反射镜的高精度检测。 展开更多
关键词 光学检测 平面镜 面形误差 扫描拼接 夏克哈特曼
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Offner型成像光谱仪前置光学系统设计 被引量:3
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作者 闫兴涛 杨建峰 +3 位作者 薛彬 马小龙 赵意意 卜凡 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期2712-2717,共6页
针对Offner型成像光谱仪结构特点,总结了其前置望远系统的选型及设计原则;介绍了一种大视场、长焦距、像方远心离轴三反光学系统的设计方法;利用该方法优化设计了一款焦距800 mm,视场达8.6o×0.148o,工作波段0.9~5μm的星载Off... 针对Offner型成像光谱仪结构特点,总结了其前置望远系统的选型及设计原则;介绍了一种大视场、长焦距、像方远心离轴三反光学系统的设计方法;利用该方法优化设计了一款焦距800 mm,视场达8.6o×0.148o,工作波段0.9~5μm的星载Offner型成像光谱仪的前置望远光学系统。对其性能分析表明,在Nyquist频率16.7 lp/mm处,各谱段的调制传递函数值均在0.65以上,接近衍射极限,完全满足成像质量要求。同时证明了该设计方法可行,所设计系统结构紧凑,较易加工,适于空间遥感用Offner型成像光谱仪。 展开更多
关键词 光学设计 成像光谱仪 推扫式 像方远心 离轴三反消像散
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带摆镜的制冷型中波红外像方扫描光学系统设计 被引量:4
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作者 林森 蔡伟 +1 位作者 魏小林 常虹 《宇航计测技术》 CSCD 2017年第4期15-19,65,共6页
基本形式的像方扫描光学系统依然需要复杂的二维回转机构带动成像镜组做二维扫描,所以二维回转机构需要承担较大载荷。分析了基本形式的像方扫描光学系统形式,并在基本形式基础上加入摆镜,只通过二维摆镜的旋转达到扫描像面的目的,大大... 基本形式的像方扫描光学系统依然需要复杂的二维回转机构带动成像镜组做二维扫描,所以二维回转机构需要承担较大载荷。分析了基本形式的像方扫描光学系统形式,并在基本形式基础上加入摆镜,只通过二维摆镜的旋转达到扫描像面的目的,大大减小二维回转机构载荷,提高扫描速度,简化了系统结构,减小了系统体积。加入摆镜后的光学系统除具有基本形式像方扫描光学系统的性质外,还有了新的限制条件,对带摆镜的像方扫描光学系统进行了分析,提出了设计条件及设计方法,并设计出具有较大视场的像方扫描光学系统。 展开更多
关键词 像方扫描 中波 摆镜 光学系统
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新型大尺寸电磁驱动MEMS光学扫描镜的研制 被引量:4
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作者 穆参军 张飞岭 吴亚明 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期583-587,共5页
设计并制作了一种结构新颖的镜面尺寸为6mm×4mm的电磁驱动MEMS光学扫描镜.这种背面为微型铜驱动线圈的MEMS硅基扭转镜面沉浸在由包含永磁体的磁回路产生的磁场中,当电流信号通过驱动线圈时,MEMS光学扫描镜绕着扭转梁发生了大角度... 设计并制作了一种结构新颖的镜面尺寸为6mm×4mm的电磁驱动MEMS光学扫描镜.这种背面为微型铜驱动线圈的MEMS硅基扭转镜面沉浸在由包含永磁体的磁回路产生的磁场中,当电流信号通过驱动线圈时,MEMS光学扫描镜绕着扭转梁发生了大角度的扫描运动.采用MEMS体硅加工工艺和电镀技术制作的器件显示出了优良的性能,实验获得的扫描镜静态转角斜率为0.03°/mA,当器件进行动态扫描时,在381Hz的谐振频率下获得了最大±10.2°的光学扭转角度,空气中的Q因子为221,相应的功耗为13μW,与此同时MEMS光学扫描镜具备了出色的镜面粗糙度、光学反射率和镜面平整度.实验证明该器件完全适合于微型光谱仪和可调光滤波器的应用. 展开更多
关键词 MEMS 大尺寸光学扫描镜 电磁驱动 大角度转动 光学反射率
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高速MEMS扫描微镜动态变形特性研究 被引量:4
13
作者 穆参军 赵本刚 吴亚明 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期640-643,共4页
扭转镜面的动态形变是影响显示成像用MEMS扫描微镜光学分辨率的主导因素,研究了高速转动的MEMS扫描微镜的动态形变特性,得到了相关有用的结论。结果表明当MEMS扫描微镜镜面几何尺寸一定时,如果要获得系统衍射极限光学分辨率,需要对转动... 扭转镜面的动态形变是影响显示成像用MEMS扫描微镜光学分辨率的主导因素,研究了高速转动的MEMS扫描微镜的动态形变特性,得到了相关有用的结论。结果表明当MEMS扫描微镜镜面几何尺寸一定时,如果要获得系统衍射极限光学分辨率,需要对转动频率,扭转角度和镜面厚度进行优化设计和选择,简单通过增加镜面厚度保证光学分辨率的方法不利于MEMS扫描微镜综合性能的改善和提高。 展开更多
关键词 MEMS扫描微镜 高速转动 动态形变 光学分辨率
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应用于光学遥感仪器的扫描机构设计 被引量:1
14
作者 王晓旭 林冠宇 +1 位作者 曹佃生 于向阳 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期427-432,共6页
针对空间光学遥感仪器扫描机构的高精度、长寿命运转需求,首先分析设计了基于油脂润滑方式的运动部件润滑与密封方法,保证了机构的运转寿命与精度;然后使用有限元方法,对扫描机构各重要组件的结构进行了分析优化,得到了轻量化的反射镜... 针对空间光学遥感仪器扫描机构的高精度、长寿命运转需求,首先分析设计了基于油脂润滑方式的运动部件润滑与密封方法,保证了机构的运转寿命与精度;然后使用有限元方法,对扫描机构各重要组件的结构进行了分析优化,得到了轻量化的反射镜结构与优化的支撑结构。分析结果表明,在实验温度(-30-70℃)范围内反射镜的面形精度RMS值优于13.2nm;润滑与密封设计可靠,5年内润滑剂泄漏量小于3.5 mg;扫描机构总质量4.94 kg,一阶固有频率116.2 Hz。扫描机构可以满足空间光学遥感仪器的设计要求。 展开更多
关键词 扫描镜 光学遥感仪器 有限元 强度 润滑
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基于插入式重复控制的摆动扫描控制系统研究 被引量:2
15
作者 彭宏刚 于豫民 张敏华 《航天返回与遥感》 2008年第3期51-56,共6页
文章分析了重复控制器的基本原理和稳定条件,针对摆动扫描控制系统,在不改变原来控制系统设计的基础上,采用一种插入式重复控制器,极大地提高了摆动扫描系统的位置跟踪精度,提高了摆动扫描的控制性能。
关键词 摆动扫描 插入式重复控制 仿真 光学遥感
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扫描镜伺服系统控制器设计和参数优化 被引量:1
16
作者 杨智民 庄显义 《光电工程》 EI CAS CSCD 2000年第2期56-59,共4页
介绍了一种扫描镜伺服系统的结构组成及其工作原理 ,分析了系统中的耦合特性 ,设计了伺服控制器。首先采用硬件方法对力矩耦合进行解耦 ,推导出俯仰、方位系统的简化模型 ,然后应用扩张状态观测器估计每个方向上的角速度和系统的实时扰... 介绍了一种扫描镜伺服系统的结构组成及其工作原理 ,分析了系统中的耦合特性 ,设计了伺服控制器。首先采用硬件方法对力矩耦合进行解耦 ,推导出俯仰、方位系统的简化模型 ,然后应用扩张状态观测器估计每个方向上的角速度和系统的实时扰动并加以补偿。非线性控制方法的采用提高了系统性能。针对控制器存在较多可调参数的特点 ,将传统的遗传算法进行改进后 ,应用于控制器参数的优化。仿真结果表明 ,对于扫描镜伺服系统 ,所给的设计方法是可行的 ,并使得整体设计更加简单。 展开更多
关键词 扫描镜 补偿系统 伺服控制 遗传算法 伺服系统
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一种基于离散实镜像理论的修正物理光学法在金属平行板内嵌电大尺寸结构中的应用 被引量:1
17
作者 高翔 李超 +1 位作者 谷胜明 方广有 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期969-975,共7页
传统的物理光学法(PO)能够方便高效地处理开放空间中电大尺寸结构的电磁散射问题,并且通常能获得较好的精度。然而,对于电大尺寸结构内嵌在金属平行板之间的这种特殊问题,传统的PO方法不再适用,而采用全波分析方法来处理往往需要消耗巨... 传统的物理光学法(PO)能够方便高效地处理开放空间中电大尺寸结构的电磁散射问题,并且通常能获得较好的精度。然而,对于电大尺寸结构内嵌在金属平行板之间的这种特殊问题,传统的PO方法不再适用,而采用全波分析方法来处理往往需要消耗巨大的计算资源。该文在离散实镜像理论的基础上,提出了一种修正的物理光学法(DRMI-PO),基本思想是先将金属平行板间的激励电磁流展开为傅里叶级数,再对级数的每一项分别应用2维物理光学法求解场,最后把所有求得的场解作线性组合。与多层快速多极子(MLFMA)的全波方法相比,DRMI-PO在解决该类特殊结构的电磁仿真问题时能在保证足够高精度的同时大幅度提高计算效率;作为应用实例,对两种不同极化方式的太赫兹波段扇形波束扫描天线分别进行了DRMI-PO数值仿真与实验测试,结果表明仿真和实验得出的天线方向图吻合较好,从而证实了DRMI-PO方法的有效性。 展开更多
关键词 电磁散射 离散实镜像 修正物理光学法 金属平行板 电大尺寸结构 扇形波束扫描天线
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扫描镜光轴扰动引起扫描地球位置误差分析
18
作者 钱勇 宋宇 +1 位作者 南树军 周军 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2003年第S2期180-183,186,共5页
卫星运行中有效载荷热变形和卫星轨道、姿态等长周期变化会导致成像仪和垂直探测器扫描镜光轴的扰动,针对这种扰动引起的扫描地球位置误差进行了分析。首先分析了扫描镜的运动规律,根据坐标转换关系推导了扫描镜光轴扫描地球位置的矢量... 卫星运行中有效载荷热变形和卫星轨道、姿态等长周期变化会导致成像仪和垂直探测器扫描镜光轴的扰动,针对这种扰动引起的扫描地球位置误差进行了分析。首先分析了扫描镜的运动规律,根据坐标转换关系推导了扫描镜光轴扫描地球位置的矢量关系,通过仿真分析了光轴扰动产生的扫描轨迹地面投影误差。仿真结果表明,偏航轴产生的地面轨迹扫描误差不必进行补偿,图像运动补偿(IMC)主要对滚动角和俯仰角产生的扫描误差进行补偿。所得结论为图像运动补偿(IMC)提供了依据。 展开更多
关键词 成像仪 垂直探测器 扫描镜 误差分析 光轴
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提高激光大屏幕显示中图像成像质量的途径
19
作者 潘正权 诸葛向彬 《浙江师大学报(自然科学版)》 2000年第4期340-342,共3页
从激光大屏幕显示中光学振镜扫描机理及工作特性曲线出发 ,探讨了获得更逼真、更清晰、更复杂图像的途径 .
关键词 光学振镜 激光大屏幕 成像质量 扫描机理
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一种基于集成扫描光栅微镜和改进型非对称式C-T结构的微型近红外光谱仪
20
作者 谢瑛珂 王晰晨 +1 位作者 梁恒恒 温泉 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期563-568,共6页
近红外光谱分析技术在航空航天、生物医药、环境检测、食品安全等众多领域均有广泛应用。高性能、微型化、低成本近红外光谱仪是制约基于近红外连续光谱分析的微小型检测装备发展的主要瓶颈,是当前光谱仪发展的主要研究方向。提出了一... 近红外光谱分析技术在航空航天、生物医药、环境检测、食品安全等众多领域均有广泛应用。高性能、微型化、低成本近红外光谱仪是制约基于近红外连续光谱分析的微小型检测装备发展的主要瓶颈,是当前光谱仪发展的主要研究方向。提出了一种基于微光机电系统(Micro-optical electro-mechanical system,MOEMS)集成扫描光栅微镜和改进型非对称式切尼-特纳(Czerny-Turner,C-T)光学结构的微型近红外光谱仪系统结构,分析了光谱仪系统和集成扫描光栅微镜的工作原理,基于光栅相关参数和光谱仪性能指标要求确定了集成扫描光栅微镜最大扫描角度。分析了改进型非对称式C-T初始光学结构像差,基于ZEMAX光学设计平台完成了光谱仪光学系统的仿真和优化设计,确定了系统关键参数。仿真分析了平凸柱面透镜对改进型非对称式C-T光学结构系统分辨率、检测灵敏度等性能参数的影响。基于仿真优化结果,完成了微型近红外光谱仪机械结构设计、加工与装调,搭建实验平台完成了光谱仪相关性能参数测试。结果表明,设计的基于MOEMS集成扫描光栅微镜和改进型非对称式C-T光学结构的微型近红外光谱仪,采用重庆大学自主研发的谐振频率为677.1 Hz的MOEMS集成扫描光栅微镜来实现同步扫描和分光,0.8 ms时间内即可完成一次波长范围800~1800 nm的光谱测量,光谱准确性与国外品牌光谱仪比较无明显差异,光谱整体分辨率半峰全宽(FWHM)≤11 nm,波长稳定性≤±1 nm;基于平凸柱面透镜的光学结构设计可将探测输出光强值提高15%以上,可有效提高光谱测量的灵敏度;同时,经过平凸透镜二次聚焦后的光斑尺寸更小,可选用感光面积小、截至频率大的单管探测器实现光谱探测,可降低系统成本、抑制外部光噪声,满足扫描频率较高的扫描光栅式光谱仪的光谱分辨率需求。因此,提出的基于MOEMS集成扫描光栅微镜和改进型非对称式C-T结构的近红外光谱仪满足高性能、微型化和低成本的光谱仪发展需求。 展开更多
关键词 集成扫描光栅微镜 MOEMS 微型近红外光谱仪 光谱分辨率 C-T光学结构
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