高灵敏度空间光学载荷在轨微振动隔振系统设计与验证

卫星在轨飞行由于有动量轮等活动部件导致有微振动。一般载荷对微振动不敏感,但是高灵敏度的空间光学载荷,比如说亚米分辨率相机、时间调制干涉光谱仪等对微振动非常敏感。微振动会造成性能下降,甚至任务失败,因此微振动隔振系统设计是在轨高灵敏度载荷的关键技术之一。文章以某型号干涉仪为研究背景,系统研究了微振动对敏感载荷的影响、微振动振源的特性分析、微振动的隔振设计、地面试验验证等一系列问题。微振动对干涉仪敏感载荷影响的研究表明,干涉仪能够承受的加速度量级为1.0×10^(–2)g_n。采用考虑卫星传递影响的全链路仿真方法对卫星微振动振源的幅值进行了分析,结果表明干涉仪安装位置的微振动幅值为2.4×10^(–2)g_n,超过了其承受能力,需要采用隔振系统保证干涉仪在轨工作环境。进一步的扰振源扰振特性测试明确了微振动的频率,并以此为依据开展了隔振系统的设计;最终的地面微振动试验结果表明,隔振系统有效地保证了干涉仪的星上振动环境,从而验证了隔振系统设计的正确性和有效性。

谱分裂对集成光学陀螺灵敏度影响

为寻求谐振式集成光学陀螺可实现灵敏度的优化,基于调频光谱原理,应用双频率组合调制的闭环控制结构,在对通过陀螺核心敏感器件谐振腔的结构参数优化、调制频率选择等措施实现决定于谐振腔谐振特性一阶微分最大值的最佳灵敏度情形的理论分析基础上,研究了谐振峰分裂对陀螺灵敏度的影响。相关实验表明,对于给定结构的谐振式集成光学陀螺,理论上的最佳参数,并不能保证理论最佳灵敏度的实现。通过双频率组合调制下无源环形谐振腔谐振特性的测量,发现了谐振腔谐振峰分裂现象,分裂程度随腔长增加而趋明显;谐振峰的分裂,导致透射谱展宽;透射谱展宽后一阶微分谱最大值的下降,将使陀螺灵敏度随之劣化。为应对这种劣化,需要对系统调制频率进行相应调整,并控制腔长,以抑制峰分裂程度,进而控制对陀螺灵敏度的影响。

空间光学遥感器的计算机辅助热分析方法(英文)

介绍了一套空间光学遥感器的计算机辅助热分析方法 ,包括热平衡计算、热弹性分析、热光学分析、热光学灵敏度分析以及热设计方案评价等。热平衡计算用来预示遥感器的温度分布 ,热弹性分析用来计算热致变形和面型变化 ,热光学分析讨论热致位移和面型变化对成像质量的影响 ,热光学灵敏度分析则讨论不同形式的温差变化对成像质量影响的敏感程度。通过上述分析 ,能够弄清空间热环境对遥感器温度分布以及温度分布对成像质量的影响 ,进而提出热控制指标、制定合理的热设计方案。

小贯小绿叶蝉(Empoasca onukii)的生长发育对自身视觉能力的影响

异速生长普遍存在于昆虫的生长发育过程中,是昆虫适应外界环境的重要策略。视觉线索是小贯小绿叶蝉(Empoasca onukii)寄主选择和飞行运动的关键信息,随着叶蝉龄期的增长,叶蝉的体型和活动能力逐渐增强,同时复眼的形态也发生显著变化。通过组织学和行为学技术,测定叶蝉不同龄期复眼形态结构和视觉能力的变化特征,明确了叶蝉的视觉能力在生长发育过程中逐渐增强,从1龄至5龄,若虫的光学灵敏度从0.04μm^(2)·sr提升至0.11μm^(2)·sr,视觉敏锐度从0.086 cpd(Cycles per degree,周/度)提升至0.112 cpd,均符合异速生长规律,但增速慢于若虫体型的增长速度。若虫羽化后复眼中部区域的光学灵敏度下降且雌雄虫存在显著差异,虽然成虫的视觉敏锐度有所提升,但依旧属于低分辨率视觉,有效视距非常有限。本研究证实了叶蝉为了优先体型及其运动相关器官的发育,视觉能力增长速度选择放缓且主要注重复眼视野的增加,以便于叶蝉感知大范围的视觉线索。

高灵敏度快速扫描光腔衰荡光谱方法探测大气CH4含量

搭建了基于近红外连续激光器的高灵敏度快速扫描光腔衰荡光谱仪(SC-CRDS)。通过压电陶瓷(PZT)快速扫描腔长,并用跟踪电路使腔长自动跟踪激光波长变化,实现衰荡光谱的快速测量。利用CH4在1653.73 nm(6046.95 cm-1)附近的光谱吸收峰,用该装置对CH4气体含量进行测量。通过测量多个光谱点确定吸收线中心吸收峰值和激光波长,并反馈补偿激光中心波长使其稳定在吸收线,成功解决了由于激光器波长/频率严重漂移导致的不能持续准确测量问题。利用标准浓度的CH4样品校准其1653.73 nm吸收峰谱线强度。该光腔衰荡光谱仪装置结构简单,性能稳定,CH4浓度检测限达到1.0×10-9,可用于长时间监测室外空气中的CH4浓度。