角镜光学扫描系统的分析计算

本文应用两面镜反射的矢量方程式,分析了固定夹角和可变夹角的角镜光学扫描系统诸角度间相互关系,导出了保持出射光轴在垂直面内扫描并消除象倾斜所必须满足的条件,分析了夹角和摆角误差对出射光轴俯仰角的影响。     

干涉光谱仪动镜倾斜误差容限分析

本文从调制度和相位误差角度,系统分析了双光束干涉光谱仪中,当光束孔径为圆形和矩形时,动镜运动过程中发生倾斜的影响,讨论了动镜倾斜容限以及减小动镜倾斜误差的方法.     

航天遥感多光谱扫描仪物方摆镜的高速摄影测试

物方摆镜是多光谱扫描仪重要子系统之一,对其摆动的线性度要求极高。本文讨论物方摆镜的高速摄影测度原理和方法,以及高速摄影参数的确定。     

摆镜扫描傅里叶变换光谱仪光程差计算

摆镜扫描傅里叶变换光谱仪利用摆动扫描方式产生光程差,减小了因动镜倾斜带来的误差影响。从摆扫干涉光谱技术原理出发,对摆镜扫描傅里叶变换光谱仪的光程差进行理论分析,给出了光程差计算表达式,实验结果表明:该光谱仪光程差近似正比于摆动角度。分析了轴外光线因不同入射角所产生的附加光程差,为傅里叶变换光谱仪的指标确定和优化设计提供了理论依据。     

空间指向摆镜的轻量化研究

摆镜轻量化研究的问题主要有两个:一是摆镜的材料,二是摆镜的结构形式和结构参数.在综合比较材料的力学和热学特性后,选取碳化硅和融石英作为摆镜的初始材料;摆镜采用了失芯式结构和蜂窝状轻量化单元,通过计算和分析选定了摆镜的初始结构参数后,对摆镜进行了有限元分析,结果证明轻量化摆镜在保持摆镜刚度不变的情况下有效地减轻了摆镜的重量.     

基于PSD的微摆镜角度自准直测试系统设计

基于压电陶瓷的微摆镜是一种典型的二维角驱动部件,微摆镜系统的实用化需要进行微角度的测量,以便得到驱动电压与微偏转角之间的对应关系。设计了一种基于位置敏感探测器(PSD)的微摆镜角度测试系统,应用激光自准直原理,采用两次45°折返式结构,缩小了系统的体积并解决了传统折返式系统难以精准搭建的问题;采用多层前馈神经网络法对PSD进行了非线性校正,修正后整个系统的测量精度可达0.5″,测量范围为±400″。符合微摆镜角度测量的要求。     

失谐耦合摆运动规律的研究

利用拉格朗日方法,理论上分析了失谐耦合摆的运动规律,并从实验上观测了弹簧的倾斜因子ε对双摆振动角频率的不同影响,确定了弹簧向下偏离平衡位置时较向上偏离时对两摆角频率的影响大,通过改变弹簧的倾斜因子可以连续调节摆的振动规律。在此基础上,研究了双倾斜弹簧连接双摆时对双摆运动规律的影响。     

高斯反射镜及其倾斜对平凹腔激光场分布的影响

 从菲涅尔-基尔霍夫衍射积分公式出发，运用边界元法数值计算了平凹腔平面镜均匀反射率时倾斜和未倾斜情况下基模的场强分布、相位分布和本征值，同时与高斯反射率平面镜在腔镜倾斜时的情况做了比较。研究表明，腔镜倾斜使激光场模式分布沿发生倾斜的方向向镜边缘偏移，而且在腔镜倾斜较严重时模式分布发生畸变，不再是对称的高斯分布，基模本征值随倾斜角增大而变小，光束远场分布变差。同等条件下，高斯反射率平凹腔腔镜倾斜对谐振腔引起的模畸变小于均匀反射率平凹腔，且基模光场及本征值随镜倾斜的变化关系稍不同于均匀反射率平凹腔。     

某空间望远镜相关跟踪系统摆镜的设计与研究

分析了相关跟踪系统摆镜的设计要求,对摆镜的减重方式进行了研究.选择SiC材料作为镜体材料,设计了三种镜体结构.使用Ansys作为求解器对所设计的镜体结构进行了自重条件下的静力分析,以及频率为100 HZ、振幅±0.1 mrad时的瞬态动力学分析,并给出了不同镜体结构下的计算结果比较.为便于处理有限元结果数据和光学表征参量的关系,在MATLAB环境下编写了统一数据处理程序.计算结果表明所设计的三种方案能够满足光学系统的性能要求.     

多节点激光通信天线紧凑型摆镜组件设计

为了减小多节点激光通信天线的工作包络尺寸并提高二维摆镜的运动控制精度,提出了一种紧凑型摆镜组件。采用高体分铝基碳化硅(SiC/Al)支撑板与H-K9L反射镜直接黏接的方案,提高了摆镜面形的热稳定性,摆镜回转中心至镜面的距离被缩短至20mm。黏接面采用三点薄圆环的设计,在保证摆镜组件动态刚度的前提下有效降低了黏接应力对摆镜面形的影响。有限元分析结果表明,摆镜组件的基频为1319.96Hz,在(20±5)℃工作温度范围内,面形峰谷(PV)值优于λ/4(λ=632.8nm),面形均方根(RMS)值优于λ/22。使用ZYGO激光干涉仪对摆镜的面形进行检测,结果表明,在(20±5)℃温度范围内,摆镜面形的PV值优于λ/4,RMS值优于λ/29,满足激光通信天线RMS为λ/15的指标要求。     

地平式望远镜消旋K镜的设计

地平式望远镜在进行天体目标跟踪观测时会产生像旋,即视场中的星体会围绕视轴中心旋转,给实时目标识别和基于多帧积累的图像处理算法带来了诸多不便.本文针对地平式望远镜的Coude光路,设计了一种通光口径较大,由三面平面反射镜组成的K镜消旋机构来消除像旋.消旋K镜由三面反射镜组成,通光口径为42 mm,第一面反射镜与第三面反射镜的夹角选择为120°,使K镜通光口径较大,能在全光谱波段范围内使用.入射光线绕光轴转动一定的角度,K镜相应的转动入射光线转角的一半,则出射光线不产生旋转.第一面反射镜和第三面反射镜由两面平面镜固定在金属三角架上组成,替代由三棱体磨制的反射镜面,利用自准直平行光管和高准确度转台装配各反射镜,使K镜光轴和回转轴同轴,并采用直流力矩电机直接驱动,使系统具有较快的响应速度.测角元件采用Renishaw圆光栅,细分后的角分辨率为0.072″.     

地平式望远镜消旋K镜的设计

地平式望远镜在进行天体目标跟踪观测时会产生像旋,即视场中的星体会围绕视轴中心旋转,给实时目标识别和基于多帧积累的图像处理算法带来了诸多不便.本文针对地平式望远镜的Coude光路,设计了一种通光口径较大,由三面平面反射镜组成的K镜消旋机构来消除像旋.消旋K镜由三面反射镜组成,通光口径为42mm,第一面反射镜与第三面反射镜的夹角选择为120°,使K镜通光口径较大,能在全光谱波段范围内使用.入射光线绕光轴转动一定的角度,K镜相应的转动入射光线转角的一半,则出射光线不产生旋转.第一面反射镜和第三面反射镜由两面平面镜固定在金属三角架上组成,替代由三棱体磨制的反射镜面,利用自准直平行光管和高准确度转台装配各反射镜,使K镜光轴和回转轴同轴,并采用直流力矩电机直接驱动,使系统具有较快的响应速度.测角元件采用Renishaw圆光栅,细分后的角分辨率为0.072″.     

Dynamics of superparamagnetic filaments with finite magnetic relaxation time

In this paper we formulate a model of superparamagnetic filaments with internal dissipative torques due to the action of a rotating magnetic field. It is shown that spirals are formed at both ends of the filament due to the action of the internal torques. These spirals propagate to the center of the filament and collide, forming a compact cluster that rotates in accordance with the rotating magnetic field. These results are in agreement with recent experiments with chains of superparamagnetic beads in a rotating magnetic field.     

基于摄像机的多投影屏幕激光笔跟随演示方法

大中型会议中心在多投影仪屏幕的演示过程中,由于主次屏幕间缺乏联系,主屏幕的激光笔光点无法显示在次屏幕,演示效果不佳。因此,提出了一种基于摄像机的多投影屏幕激光笔跟随演示方法,通过摄像机建立主投影区域和计算机显示器之间的联系,实现激光笔光点从主投影区域变换到计算机显示器,从而控制光标移动,使得次投影屏幕也有计算机光标跟随演示的效果。主要步骤包括:基于单色投影标定主投影区域相对计算机显示器的射影变换矩阵H;利用实时采集的主屏幕图像提取激光笔光点;基于射影变换矩阵H计算激光笔光点在计算机显示器的坐标,并控制计算机光标跟随到达指示位置。实验表明该跟随演示方法在计算机显示器上的横向和纵向跟随误差都在5个像素之内,可以在次屏幕中很好地跟踪激光笔光点位置,达到既解放演讲空间,又能与全体观众沟通的目的。     

Measurement of hard X-ray coherence in the presence of a rotating random-phase-screen diffuser

A suitably large coherence area is important in coherent X-ray optics, when using techniques such as interferometry or phase contrast imaging (PCI). The work done by Suzuki using a prism interferometer to measure X-ray coherence at 12.4 keV [1] is here extended to consider the use of a diffuser at the bio-medical imaging energy of 25 keV. In order to achieve a broader, more even X-ray field and eliminate speckle, a spinning piece of paper may be used as a rotating random-phase screen to diffuse the hard X-ray beam, but this will concomitantly decrease the magnitude of the complex degree of second-order coherence. We also study the effect of source size and source-to-sample distance on coherence, where imaging area and required flux must be considered. Coherence measurements at the 20XU beamline at the SPring-8 synchrotron are compared to results from wave-optical computer modelling. These show that while the diffuser will decrease the magnitude of the complex degree of coherence, further free-space propagation will lessen this effect. In the design of an experiment, the collimating slit size and use of a diffuser must therefore be balanced with distance from the source, in order to maximise coherence while maintaining the desired field of view and exposure time.     

Quasi-particle vortex scattering in UPt3

We present a study of thermal conductivity in the superconducting phase of the heavy fermion superconductor UPt₃. The angular dependence of the thermal conductivity shows a cosine-square law when the magnetic field rotates in the basal plane. For a field rotating out of the basal plane, however, our results present features which can not be explained through our current conventional picture for vortex scattering of heat-carrying quasi-particles.     

回转窑火焰监视及温度测量系统

本文介绍了采用彩色CCD基于数字图像处理测量回转窑内投影温度场的基本原理、系统组成和数据处理方法。通过对燃烧火焰和烧成熟料图像的量化分析和滤波,得到火焰和熟料的特征值及相应温度场,可为窑炉的自动控制提供真实可靠的依据。该系统已在国内某水泥回转窑企业成功运行。     

大视场面阵CCD显微测量仪

充分利用 CCD技术和计算机的图像处理能力 ,在满足大多工业精度要求的前提下 ,研制成了一种低成本、大视场的 CCD显微测量仪 ,用于光学元件的检测。当线视场为 10 mm时 ,该系统的横向分辨率可达 12 .9μm,精度可达1μm,纵向分辨率可达λ/8,足以满足一般工业检测的需要     

基于声音的跟踪摄像的初步研究

仿照生物的趋声性,可以实现摄像头追踪拍摄一个不在其视场范围内的声源;依据图像处理技术,可以精确定位在摄像头视场内的声源。将这两种技术结合起来,建立了一套实验系统。从利用声源发出的声音信号传输到两个分开一定距离的声音探测器上的时间差初步定位声源,再利用声源的运动规律使用图像处理技术识别并精确定位声源,通过系统与PC机间的实时通信和回转部件带动声音探测器和摄像头一起做精确灵活的转动,摄像头最终对准了声源。实现了基于声音的跟踪摄像过程。     

旋转总压畸变对压气机稳定性影响数值模拟

本文利用发展的预测轴流压缩系统动态失速特性及进气非均匀性影响的理论模型,系统计算分析了进气总压畸变旋转频率对下游压气机稳定性的影响。计算结果表明进气总压畸变的幅值和旋转频率对压缩系统的动态失速特性和稳定性都有强烈的影响,旋转频率对旋转失速边界和喘振边界的影响类似。但是,系统的"危险"响应频率强烈地依赖于其旋转失速的传播频率。该模型理论上是先进的,而且计算结果与现有实验数据的比较表明该模型是可靠的。