折回型纵向振子低频拼合圆柱换能器

提出一种具有小尺寸、低频、水平无指向性的新结构换能器——折回型纵向振子拼合圆柱换能器,换能器由4组共享尾质量块的折回型压电纵向振子正交布置驱动环形辐射面拼合构成。采用有限元方法对换能器进行优化设计,并制作了换能器样品。实验结果表明:换能器直径为Φ180 mm,谐振频率为1.5 kHz,最大发射电压响应为131 dB,最大声源级不低于188 dB,水平全向。该换能器具有低频、小尺寸、水平无指向性的特点,具有良好的应用前景。      

数字图像频域相关分析法及其应用

提出了一种以灰度为载体的数字图像频域相关(DFC)计量的方法,通过傅里叶变换和滤波,直接提取物体位移信息。与传统的激光散斑法比较,无需干涉光源,可用白光照明,因此对实验环境的要求很低;与数字图像相关法比较,计算速度更快,对照明要求更低,不受刚体转动影响。新方法不仅设备简单、容易实现,还具有灵敏度可调,测量过程无需人工干预的良好特征,由于充分利用了计算机数字图像处理的功能,抗干扰性强,是一种适合工业现场测量的有发展前途的位移全场测试新技术。     

菲涅耳-基尔霍夫积分与半波带法分析衍射光谱

惠更斯菲 涅耳原理指出光的衍射本质是无穷多次波的相干叠加.在研究衍射光谱的强度时可使用菲涅耳-基尔霍夫衍射积分进行计算,但该积分的计算较为复杂.为了简化计算而引入菲涅耳半波带的概念,把积分运算简化为振幅矢量的叠加,从而在研究衍射时由菲涅耳-基尔霍夫衍射积分过渡到菲涅耳半波带法.在菲涅耳半波带法中波前上相邻两个半波带到达叠加点的光程差为半个波长,从而导致相位差π.因此相邻两个半波带引起的振动在叠加点发生相消,最终叠加点的光强由发出次波的半波带数目的奇偶性决定.奇数个半波带在叠加点的光强得到加强,偶数个半波带在叠加点的光强发生相消.     

新型动态多光学目标模拟装置研究

介绍了多光学系统观测平台的检测方法现状,列举了现有检测用光电靶标的局限性。叙述了动态光学靶标的功能原理,提出一种新的检测设备,即双光源动态光电目标模拟装置的设计方案。并对其进行了理论分析和可行性论证。着重对坐标变换过程进行了演算,证明基准转换的正确性。结合理论基础和现有的工程设计经验,论述了该新型双光源动态光电目标模拟装置的工程化设计方案。最后对该设计方案的最终精度进行了分析,验证了该设计方案可以满足多光学系统观测平台的综合检测和标定需求。     

绝缘体二次电子发射系数测量装置的研制

 成功研制了测量绝缘体二次电子发射系数的测量装置，该装置主要由栅控电子枪系统、真空系统和电子采集系统组成，测量装置产生的原电子流的能量范围为0.8~60 keV。采用单脉冲电子枪法，测量了原电子能量范围为0.8~45 keV的多晶MgO的二次电子发射系数。测量中，收集极(偏置盒)离材料表面设置为约35 mm，偏置电压设置为 45 V。测量得到：用磁控溅射法制备的MgO的二次电子发射系数最大值约为2.83，处于 2~26范围内，其对应的原电子能量约为980 eV。这表明该装置测量的绝缘体二次电子发射系数是可信的，但用磁控溅射法制备的MgO的二次电子发射系数较低，这可能是制备MgO时引入了过多的杂质在MgO二次电子发射体里面所引起的。     

An inverse design method for 2D airfoil

The computational method for aerodynamic design of aircraft is applied more universally than before, in which the design of an airfoil is a hot problem. The forward problem is discussed by most relative papers, but inverse method is more useful in practical designs. In this paper, the inverse design of 2D airfoil was investigated. A finite element method based on the variational principle was used for carrying out. Through the simulation, it was shown that the method was fit for the design.     

晶体光学零件的光胶工艺研究

以一直径为Φ20mm、平行度为10″的晶体锗窗口零件为例,介绍了晶体窗口零件加工中的关键技术。由于该零件直径小,平行差精度要求特别高,且为单晶锗材料,因此要高质高效地加工出符合技术指标的零件有相当的难度。在研究中摒弃了人们常说的晶体零件无法进行光胶的思想,大胆尝试“光胶”的方法,并结合工艺研究中经常出现的问题,有针对性地提出一套加工高精度晶体零件的控制措施。通过该措施的实施,能够很好地加工出高质高效的晶体窗口零件。实践证明：该方法适于批量加工;合格率高;能够满足设计的高精度需求。     

面向微小型紫外光谱仪的凹面光栅模拟与设计

针对微型紫外光谱仪设计要求,基于凹面光栅理论与方法开展了微小型紫外光谱仪的像差分析,完成平场化凹面光栅的模拟分析与设计,解决了紫外宽光谱与高分辨率问题,同时应用光栅衍射理论、全息光学理论,采用光栅设计软件PCGrate对凹面光栅的衍射效率进行了设计和优化,使所应用级次的光谱衍射效率在整个设计波段内达到最优,实现了微小型紫外光谱仪的平场凹面光栅设计。所设计紫外凹面光栅工作波长范围190～410nm、口径20mm,F/#=0.21。按照设计参数装调的微型紫外光谱仪在宽度为50μm缝光源再现情况下,光谱分辨率优于3nm,衍射效率无异常出现。     

Daylight perceptive lighting and data fusion with artificial neutral network

The basic concept of daylight perceptive is that the artificial light automatically dims to the appropriate level to keep constant indoor illumination when sufficient daylight is not available. Energy efficient character of daylight perceptive lighting was analyzed and a method to evaluate energy saving was present; according to the presentation, the more energy is saved if the longer T_last—duration of indoor illumination being is less than threshold. A daylight perceptive controller was developed and the output power of LED light source under different PWM was measured, according to the measurement, work current and output power of LED is proportional to duty cycle. With two sensors, a data fusion method was put forward to exclude interference and improve lighting comfort. With more than two sensors, data fusion based on neutral network was discussed.     

基于多波长类噪声脉冲的掺铒光纤激光器

报道了一种基于多波长类噪声脉冲的被动锁模掺铒光纤激光器。采用980 nm半导体激光器作为泵浦源，2.5 m长的掺铒光纤作为增益介质。锁模机制为非线性放大环形镜(NALM)。通过自相关迹证明输出脉冲为类噪声脉冲。该类噪声脉冲的光谱3 dB带宽可达17.2 nm，边模抑制比为47.7 dB，重复频率为5.434 MHz，单脉冲能量为7.9 nJ。为了实现平坦的多波长输出，在NALM结构中加入Sagnac环干涉仪，获得了最大波长数为5的平坦多波长类噪声脉冲，平坦度为1.995。     

300万像素手机镜头设计

设计一种300万像素的手机镜头。该镜头由3片塑料非球面透镜和1个红外滤光片组成,采用三星公司的一款300万像素0.635cm(1/4inch)CMOS作为该镜头的图像传感器,像素颗粒大小为1.75μm,其分辨率极限为285lp/mm,即为奈奎斯特频率。镜头的光圈值F为2.85,视场2ω为62°。该镜头有较好的成像质量,在奈奎斯特频率1/2处绝大部分视场的MTF值大于0.5,波前均方差(RMS wavefront error)小于0.14λ(λ为波长),最大畸变为-0.2%。     

激光量热法测量K9基片的表面吸收和体吸收

表面抛光可能给K9基片带来额外的杂质和吸收,分离K9基片的表面吸收率与体吸收率有助于改进基片的加工质量和抛光工艺,对抗损伤能力研究具有重要意义。分析了激光量热法测量弱吸收的原理,采用符合ISO 11551要求的激光量热计测量K9基片的弱吸收。对相同工艺抛光的不同厚度K9基片进行了弱吸收表征,实验发现K9基片的弱吸收随着厚度增加近似线性增大。推导了表面吸收率和体吸收率的计算式,实验得出本样品的表面吸收率为1.2110-5,体吸收率远大于表面吸收率,体吸收系数为1.7210-3/cm。实验结果显示所用K9样品的吸收主要来自于材料本身,改善抛光工艺对降低其吸收率作用不大。     

10GHz可调谐主动锁模光纤激光器

主动锁模光纤激光器研制的难点在于克服不稳定性,本文提出解决其长期和短期不稳定的方法,分析了它们的工作原理,通过试验证明该两项技术使主动锁模光纤激光器实现了自稳定运转,在全部采用国产非保偏光纤的条件下稳定运行时间超过8h,激光器重复频率为10GHz,脉宽10ps,谱宽为0.317nm,时间带宽积为0.403,调谐范围为39nm。     

线性色散设计的光谱共焦测量技术

研制了高精度的光谱共焦位移测量系统并完成相关测试。基于色差理论和材料优化选择设计一种色差与波长成线性关系的色散物镜,有助于平衡系统在全测量范围的灵敏度。理论分析了系统参数对系统的影响规律,计算了针孔尺寸与系统的分辨率和信噪比的关系,给出了参数优化结果。利用设计的线性色散物镜和参数优化结果,构建了光谱共焦测量系统,完成了系统的校准、测试和应用研究。结果表明,系统的轴向测量范围达到1 mm,分辨力优于0.5μm,全程测量误差小于2μm,符合设计要求。     

Iodine is a covalent crystal

Earlier it was supposed that the lattice energy of iodine is about 70 kJ/mol; therefore, it was considered to be a molecular crystal. In the present paper, it is shown that the lattice energy of iodine is at least 10 times larger and thus iodine is a covalent crystal. In previous works, the role of fluctuations was not taken into account.     

Vertically forced surface wave in weakly viscous fluids bounded in a circular cylindrical vessel

Two-time scale perturbation expansions were developed in weakly viscous fluids to investigate surface wave motions by linearizing the Navier－Stokes equation in a circular cylindrical vessel which is subject to a vertical oscillation. The fluid field was divided into an outer potential flow region and an inner boundary layer region. A linear amplitude equation of slowly varying complex amplitude, which incorporates a damping term and external excitation, was derived for the weakly viscid fluids. The condition for the appearance of stable surface waves was obtained and the critical curve was determined. In addition, an analytical expression for the damping coefficient was determined and the relationship between damping and other related parameters (such as viscosity, forced amplitude, forced frequency and the depth of fluid, etc.) was presented. Finally, the influence both of the surface tension and the weak viscosity on the mode formation was described by comparing theoretical and experimental results. The results show that when the forcing frequency is low, the viscosity of the fluid is prominent for the mode selection. However, when the forcing frequency is high, the surface tension of the fluid is prominent.     

折轴三反射光学系统的计算机辅助装调技术研究

 给出计算机辅助装调中失调量与像差关系的数学模型,利用Zemax对折轴三反射光学系统进行失调仿真,得到失调数据,再对数据进行分析和处理,求得次镜和三镜的灵敏度矩阵,还对各种初级像差与各装调参量之间的对应关系及该系统的失调特性进行讨论。根据以上分析结果,最终确定了共轴三反射光学系统的装调方案。为了验证方案的可行性,在Zemax中对共轴三反射光学系统人为地加入不同的失调量后,按照确定的装调方案,利用建立的计算机辅助装调数学模型计算出失调量的大小和方向,再根据计算结果对共轴三反射光学系统进行调整,仿真结果和实际装调结果都证明该方案是可行的。     

宽谱段相移干涉多自由度采集系统设计与分析

为了满足现代工业领域中对复杂结构产品的高精度多自由度测量需求,构建了多自由度联合采集系统模型。建立了宽谱段相移干涉多自由度采集系统模型,并对系统中的光学部件进行了设计;以相移干涉技术为基础,提出了多自由度联合测量算法,并分析验证了所设计系统的合理性;根据仪器的物理和光学参数对算法进行了具体实现,基于Simulink的仿真试验结果表明:深度测量精度在μm级,测量范围在m级;光谱检测分辨率在nm级,测量带宽300 nm,覆盖整个可见光区域,光谱准确度为0.2 nm,误差率小于0.1%。该系统满足了现代工业精密测量中高深度分辨率、宽深度测量范围、高光谱准确度、高光谱分辨率的要求。     

HL-2M 装置烘烤系统管路应力的仿真分析与优化

根据 HL-2M 装置烘烤系统管路设计,建立烘烤系统的管道应力计算模型。对烘烤系统管路作初始 支架设计,并采用系统内的最高温度分布,对烘烤系统进行热应力计算,分析管道应力及设备管口载荷。以热应 力计算结果为依据,对管路布置进行优化,并改善支架的设计,对烘烤系统进行应力校核计算,完成烘烤系统可 靠性验证计算,完成了管口位移量计算。     

穿透毛玻璃的可见光成像系统

透过复杂介质获取目标物体图像精细信息的能力是光电图像采集处理的一大难点, 选用CMOS光电图像传感器, 设计了CMOS成像系统以及后端读取和处理电路, 透过毛玻璃对目标物体成像, 将采集的图像信息传送到计算机中进行处理。该系统按照相机光学成像系统原理制作, 采用通用CMOS图像传感器芯片完成电路设计, 加之红外激光辅助照明拍摄采集图像, 由远及近不同距离分别对同一目标物成像, 对成像图像进行迭代图像增强算法优化, 可以解决毛玻璃非匀质问题, 使光源重建精度大大提高, 得到的可见光图像轮廓清晰, 与一般CCD成像系统相比, 识别率超过95%, 远大于一般成像系统, 且成像性能良好。