旋转双光楔折射特性与二维扫描轨迹的分析

为实现旋转双光楔二维扫描的可控操作,利用几何光学和光的标量衍射理论,对双光楔的折光特性进行了数学分析。研究发现:绕固定轴以不同角速度旋转的双光楔可等效为一个折射棱角和主截面都变化的单光楔。以该双光楔系统作为衍射屏,对通过双光楔的光束在观察面的衍射光场分布作了理论分析,得到了夫琅和费衍射下,光束经转动双光楔在像平面上的衍射光斑随转角变化的规律:光斑的横坐标与两光楔转角正弦值的差成正比,纵坐标与两光楔转角余弦值的和成正比。

旋转双光楔系统用于像移补偿的技术研究

摄像机在曝光时间内与目标的相对运动会产生像质模糊,且速高比(或速距比)越大,模糊状态越严重。目前,光学式像移补偿方法主要采用反射镜元件,针对其存在像旋校正机构复杂、运动定位控制难度大、摆扫式易产生光学振荡等缺点,提出了应用旋转双光楔系统进行像移补偿的新方法。建立了双光楔系统的动态作用矩阵数学模型,分析了光楔组件在各种独立运动状态下的出射光矢量轨迹,进行了软件仿真。根据实际的像移补偿需求,给出了双光楔系统的设计结果及控制方法。仿真和分析结果表明:双光楔系统具有结构紧凑、控制方法简单、运动平稳、补偿能力强等显著优点,对于大速高比(或速距比)的应用场合具有重要的实际意义。

旋转双光楔式GEO对地激光通信捕获模型建立与分析

根据实际高轨道对地激光通信技术指标,针对高轨对地激光通信使用Matlab软件建立旋转双光楔式捕获系统的数学模型,并对其进行分辨率分析以及转速分析。结果表明:该方案分辨率为14.824μrad,应用在高轨对地通信所需最大转速为0.26 rad/s,可以满足高轨道卫星平台对地激光通信的指标要求。双光楔捕获方案在高轨对地激光通信方面具有实用研究价值。

旋转双光楔在激光微孔加工中的应用

采用波长为355nm的高重复频率、纳秒脉冲全固态紫外激光器作为光源,对材料进行精确螺旋状钻孔。激光加工光束偏离小孔中心由偏置双光楔产生,并由高速电机带动旋转,使得小孔边缘的热效应降到最低;小孔的中心位置由高精度二维工作台位移决定,可以应用于列阵孔的激光加工中。