液晶光学相控阵的双波束成形和2维扫描技术

为了在光学相控阵中实现双波束成形和2维扫描,以玻璃作为基底材料,以液晶作为移相介质,利用液晶的电控移相特性,对入射光束进行双波束成形和相控空间扫描;采用现场可编程门阵列芯片对液晶驱动芯片进行波控数据发送,完成对液晶移相阵列的电压驱动,从而达到电控光束扫描功能,完成单个透射型液晶光学相控阵组件的研制;利用该组件的电控光束扫描功能,采用多个组件级联的方式,实现基于透射型液晶光学相控阵组件的双波束成形和2维扫描技术。结果表明,该系统能够实现双波束独立偏转控制,以及高精度的空间2维偏转。

2维梁有限变形的精确理论和近似理论

提出了用以判别梁的有限变形精确理论与近似理论的3条准则，在李明瑞的2维梁有限变形精确理论的基础上推导出几种合理的简化理论，将Reissuer-Simo理论补充成为完整的近似理论，通过算例对各种理论作了比较。

测风激光雷达双棱镜2维扫描系统的光学设计

传统的测风激光雷达双反射镜式2维扫描系统体积较大、结构相对复杂,不利于系统小型一体化集成。基于旋转双圆楔形棱镜,研究了新型2维光学扫描系统;分析了系统的工作原理,推导出了双圆楔形棱镜的旋转角与出射光束方位角及天顶角之间的简单正反向函数关系式,对楔形棱镜的折射率和楔角进行了优化选取和设计。结果表明,当工作波长为532 nm、楔形棱镜材料折射率为2.03时,最优设计楔角为19.5°;出射光束最大天顶角不仅取决于楔形棱镜折射率和楔角,还受光束压缩效应的制约。该系统结构紧凑、便于集成,能实现出射光束大范围和快速高精度的扫描,也能实现测风激光雷达以平面位置显示、距离高度显示等光束扫描模式工作。

二维束宽恒定的二阶锥规划波束形成方法

二阶锥规划作为凸优化理论的一个分支,近些年来已应用于波束形成的研究,但在已有研究中基于均匀线阵的一维波束形成研究得较多,且较少考虑不同指向下的束宽恒定问题。因此,基于矩形平面阵,将二阶锥规划的一维束宽恒定波束形成方法扩展到二维作为主要研究目标,首先采用Dolph-Chebyshev加权方法设计出二维参考波束,再以主瓣逼近和旁瓣最小为约束,引入二阶锥规划方法设计了支持不同俯仰角和方位角指向的二维波束。经仿真分析,所提方法可实现在三维空间中的不同指向下的波束形成,且在俯仰角设定后,在不同方位指向下可实现3 d B束宽较恒定的波束,减少了指向对波束特性的影响,方便于应用。

基于二维波束聚焦算法的低速冲击监测研究

冲击损伤监测是结构健康监测的主要研究内容之一,为提高冲击定位的精度以及传感器的利用效率,提出了一种基于十字阵列型传感器布置方法的二维波束聚焦冲击定位算法,在高精度的前提下有效减少了传统定位方法所需布置的传感器数量。通过十字阵列型的压电传感器布置方法,可以将远场的定位精度大大提高,对于内场的盲区采用四点圆弧定位算法进行冲击定位,从而将整个大型平板结构的冲击定位精度大大提高。通过实验研究验证了该方法的有效性与实用性。

双光束微型光谱仪

结合微型光谱仪体积小、测量速度快的特点和双光路光谱仪的光束结构,基于双芯光纤和面阵探测器Czerny-Turner光学结构设计并研制成功一种微型双光束光谱检测系统——一双光束微型光谱仪.系统中第一根双芯光纤将光源光强均分成两路,一路作为参考光路,另一路作为检测样品的样品光路.参考光和被测样品光通过第二根双芯光纤传输并同时照明微型光谱仪的入射狭缝,两个纤芯沿狭缝长度(非色散)方向排列.为保证两路光的成像光谱不会发生重叠和串扰,在交叉对称Czerny-Turner光学结构中加入消像散柱面镜元件,运用光学设计软件对光谱仪系统进行了优化设计.光线追迹结果显示,双芯光纤传输参考光路与被测样品光路光束的成像光谱可以在300～800nm范围内分离.依据设计结果加工并装调成功双光束微型光谱仪系统实验样机,实现了参考光谱和被测样品光谱在光谱仪上的同时显示与测量.实验表明,所设计的双光束光谱仪不仅具有双光路的光束结构,而且充分利用微型光纤光谱仪接口及配置灵活的特点,实现了真正意义上具有双光束光路结构的微型光谱仪系统.

不同形式的二维阵列结构估计性能分析

为了研究二维阵列结构的估计性能,根据十字型、L型、T型、Y型这4种常见的二维阵列结构的信号模型,从理论和计算机仿真两方面对4种阵列形式的波束宽度进行了分析,最后通过MUSIC谱仿真结果进行了验证.同时,基于Y型阵列结构的特点,提出通过增加阵元间距来提高估计性能.研究结果为选择优良的二维阵列结构提供了重要的参考依据.

新型平板电离室的研制与初步测试

研制一款同时测量质子束流与剂量的平板电离室。利用基于有限元分析的Ansys模拟软件和Geant4蒙特卡罗软件对电离室电场分布、等效水厚度、不同能量质子束穿过电离室后的横向散射等参数进行模拟,进而优化电离室结构。并利用YXLON 450 kV X射线管、6 MeV脉冲加速器与北京大学串列加速器对电离室进行初步测试,电离室运行稳定,射线位置二维分布信息采集准确,性能良好。

Optical diagnostics of laser beam quality for the Beijing Free Electron Laser (BFEL)

FEL has some advantages: its wavelength is tunable in a wide range; light beam quality is good and it has an ultra-short pulse construction. So it is applied in the fields of material, nonlinear optics and biomedicine. BFEL operated successfully, making China become a country having infrared FEL by using RF linear accelerator following America, Netherlands and France. A saturation oscillation was made at the end of

颜面部不对称评价研究进展

颜面部不对称在人群中很常见,于正畸科就诊的患者中多出现不同程度的不对称。因此,评价颜面部不对称具有重要的临床价值。本文将从颜面部不对称的评价方法、研究成果、研究展望3个方面简要介绍目前关于颜面不对称评价的研究情况。

Ⅲ/Ⅴ比对GaN等离子体辅助MBE生长的影响

在射频(RF)等离子体辅助分子束外延(MBE)系统中,采用低温缓冲层等一系列生长工艺制备出二维生长模式的GaN材料;通过研究Ⅲ/Ⅴ比的调节对GaN生长的影响,确定了微富Ga的MBE生长GaN的优化条件;对GaN富Ga和富N状态的表面形貌和结构进行了比较,富Ga条件下的GaN具有更好的表面和材料特性;通过Hall和光致发光(PL)谱测试研究了GaN的电学和光学性质,GaN的黄带发光(YL)与GaN中生成能最低的V和V缺陷态有关。

合成孔径激光成像雷达(Ⅳ):统一工作模式和二维数据收集方程

提出了合成孔径激光成像雷达(SAIL)的一种统一的工作模式,即激光雷达运动的同时进行光束扫描。同时推导了点目标激光雷达方程,据此还定义了SAIL二维数据收集方程,二维数据收集方程组是合成孔径激光雷达的数据产生和收集过程中的完整数学表达,并给出了统一模式的二维数据收集方程。从统一工作模式可以分解出条带扫描模式、聚束模式、滑动聚束模式和光束扫描模式,及其相应的简化二维数据收集方程。上述的光束扫描模式是一种激光雷达和被观察面之间相对静止而只采用光束扫描实现孔径合成成像的新方法,具有特殊的应用范围。

可实现二维光束偏转的液晶相控阵模型

针对常用的闪耀光栅模型只能实现一维光束偏转、分布不匀、偏转范围离散的不足,本文提出了一种基于微波相控阵的液晶二维光束偏转模型。该方法通过直接控制电极相位差来改变光束偏转方向。在进行有效精确的光束偏转前,需要对输出量进行线性度和耦合度测试。结果表明该方法具有很好的线性度,二维方向上存在一定的耦合度。接着对二维偏转精度进行了实验,结果表明在2.1 mrad偏转范围内实现了在x方向上优于14的连续偏转,以及在y方向上优于12的连续偏转。最后,本文在一维偏转的基础上,实验并分析了相位图的旋转角度对偏转精度的影响。因为探测器分辨率以及耦合度的影响,提高偏转精度可以通过利用高分辨率的探测器或对解耦技术进行研究。