直角棱镜棱脊不平度的检测方法

方位瞄准系统中,通常借助直角棱镜实现对惯性器件方位敏感轴的监测。直角棱镜棱脊不平时将会引起方位瞄准误差,通过建立棱脊不平度对方位瞄准精度影响的数学模型,推导出了精确的矢量表达式,给出了目前常用的棱脊不平度测量原理及其工程实现手段,在此基础上,提出了一种基于斜方棱镜进行棱脊不平度检测、标定的新方法,分析了测量原理及影响测量精度的重要误差源。基于自研"斜方棱镜装置",搭建测试平台,实验结果表明,装置沿棱脊方向的水平状态对测量精度影响较大,经标定后的系统,测量精度可以达到10″以内,具有操作高效、简便等显著优点,对于提高方位瞄准精度,有着非常重要的现实意义。

利用斜方棱镜实现平行光管校准

平行光管是光学实验及计量检测的重要设备。平行光管处于离焦状态将给检测结果带来诸多不良影响。文章提出斜方棱镜校准法,利用斜方棱镜的光轴平移作用,将平行光管的两束边缘光分别入射到同一个CCD中,分划板成像在不同位置则说明分划板偏离物镜后焦面,根据成像位置调整分划板位置,实现平行光管的校准。对可能产生的误差进行了分析,得出在增加8倍望远镜的情况下精度可以达到2″以内,并通过实验验证了该方法的可行性和准确性。

ZEMAX辅助分析斜方棱镜面形误差对出射光平行度的影响

介绍一种根据出射光平行度要求计算斜方棱镜面形误差的方法。根据忽略局部光圈数的简化分析模型,获得面形误差对应光圈数与相关球面半径的关系,通过几何处理方法,求得一定面形误差对应的球面半径与平面倾角的关系,将斜方棱镜的工作面倾斜一定角度,运用折射定理,将具体面形误差转化为相应平面的倾斜角度,得到出射光相对于理想光轴的倾斜角度及其关系式,并在ZEMAX中建立斜方棱镜的两种模型。根据ZEMAX仿真结果,给出了各个工作面形误差分配方案,得出随着光束口径的增大,斜方棱镜反射工作面和折射工作面面形误差对出射光偏折角影响规律不同等结论。

激光通信链路光学保偏无级衰减器的设计

针对自由空间激光通信系统中通信链路性能的精确测试需求,设计了一款具备光学保偏性能的无级衰减器。基于三维偏振光追迹方法建立了光学保偏的数学模型;并利用两块相同的斜方棱镜,使其入射面在空间上相互垂直,实现了偏振像差的相互补偿。通过理论分析和数值模拟,所设计的衰减器达到了较高的技术指标:能量衰减系数的动态范围为-40d B^-3d B、衰减误差小于0.5%、系统波像差RMS优于λ/20(λ=974nm)。

视场分离式光学引伸计的改进与实现

针对现有视场分离技术在实现过程中存在的复杂调节问题,提出了一种基于双斜方棱镜成像的视场分离方法,并形成一种高精度光学引伸计。该方法在简化调节步骤的同时,能够将引伸计的标距提高数倍,并与远心镜头结合,减少离面位移对二维数字图像相关(2D-DIC)的影响。分别开展了单轴拉伸实验和连续加载-卸载实验来验证该方法的可行性和准确性。实验结果表明:该方法得出的应变与电测法结果非常吻合,应变均方根误差均不超过3με。因此所提出的基于双斜方棱镜的视场分离式光学引伸计是一种易于安装集成的高精度应变测量技术。