高次非球面的工艺技术研究

 高次非球面在光学系统应用中意义重大,但是一直以来缺乏一套快速、有效的工艺方法。利用VC6.0编制了一款面型计算软件以辅助加工,并提出了一种新的高次非球面补偿检验方法。针对一块巡天光谱仪中口径Φ244 mm的一面平面另一面为高次非球面的改正镜开展工艺方法的设计与研究,从铣磨成形开始,根据高次非球面的特点提出了几种新型磨削工艺,建立相应的数学模型。由于高次非球面的特殊性,试验了数控铣磨直接成型法,很大程度上降低后继工艺难度,在细磨和抛光阶段采用数控小工具和整工具研磨相结合,能够很好地克服面型不平滑等技术难题。总结出了一套高效率、低成本、高精度的高次非球面工艺方法。     

离轴非球面在细磨与粗抛阶段的波面再现技术

基于付科法的离轴非球面波面再现检测技术,通过对付科检测过程的数学分析,建立了离轴非球面波面再现的数学模型,提出了波面整合算法,通过对两幅阴影图灰度值积分、去倾斜及波面整合等数据处理再现出被检离轴非球面的波面误差.在被检离轴非球面两个方向的弥散斑分别为0.152mm和0.284mm时,干涉检测得到其面形误差峰谷值为1.110μm、均方根值为0.194μm,且两种检测方法的波面轮廓相一致.实验结果验证了基于付科法的离轴非球面再现技术的正确性,可以应用于指导离轴非球面在细磨粗抛阶段的加工并且实现与精抛光阶段干涉检测的有效衔接.     

离轴抛物面镜的单件加工技术

介绍了单件加工离轴抛物面镜的基本过程。主要是先按公式算出起始球面半径，并磨好这个球面。然后计算出最大非球面修磨量，根据其大小决定修改非球面从细磨开始还是直接用抛光修改。用刀口检验离轴抛物面时的要点是一定要用直角刀口。修磨时要先修误差最突出的地方。关键的问题是避免出现马鞍形的局部误差。     

龙基光栅在大口径非球面定量测量中的应用

为了实现对大口径非球面在细磨和初抛光的加工过程中出现的较大误差的测量,提出了将龙基(Ronchi)光栅、图像采集以及数字图像处理技术相结合的一种较大误差的定量测试方法.介绍了该方法的基本原理、建立了数学模型、编制了相应的数字处理软件.利用该方法对一直径为140 mm,F数为2的凹形抛物面镜进行了测试实验.通过该测试方法以及数据处理软件,得到了准确的非球面面形分布图,检测结果与经典的干涉仪检测结果想比较,二者是相一致的.将为大口径非球面精磨和初抛光阶段提供一种有效、可靠的定量检测方法.     

Ф1300mm非球面反射镜的加工与检测

介绍一块Ф1300mmULE材料非球面反射镜的加工与检测方法。采用非球面超声铣磨、机器人研抛等多个工序组合加工技术完成了非球面反射镜的加工。在非球面检测中,采用大口径三坐标测量的方法进行了研磨阶段的面形检测,通过Z向滤波的方法对面形拟合过程中的噪点误差进行了处理,将研磨阶段的面形精度提高至5μm PV值。在干涉仪测量阶段,采用气囊支撑方法对反射镜的重力误差进行了卸载,通过非线性误差矫正的方法去除了零位补偿检测所带来的非线性误差,反射镜的最终精度达到0.016λRMS。试验结果表明,大口径非球面反射镜各项技术指标均满足设计要求,所用工艺方法适用于加工更大口径的非球面反射镜及其他类型的大口径非球面光学元件。     

五轴加工中心范成铣磨离轴非球面研究

离轴非球面作为非球面的一部分,是空间光学系统、天文学和高精度测量系统不可或缺的光学器件.针对空间光学对离轴非球面光学元件制造技术的重大需求,开展了离轴非球面反射镜的精密铣磨加工技术研究.分析了五轴联动范成法铣磨离轴非球面的原理,将离轴非球面所在的同轴母镜离散为一系列不同半径的球面环带,将工件坐标系建立在待加工离轴非球面...     

大偏离量非球面加工系统的精度标定

用于红外侦察、预警相机中的非球面,当直径大于500mm时,非球面的偏离量大约为200μm以上(PV值),目前的发展趋势是非球面偏离量还会继续加大。如果从最接近球面开始修磨,则工作量较大、工作周期较长。所述加工系统基于直接成型非球面的思想进行开发,通过精度标定,借助于误差补偿手段保证了系统的加工精度,实现了非球面快速铣磨成型的目的。     

用铣磨法加工二次非球面的数学原理

用铣磨法加工二次非球面的想法早在四年前就提出并进行了探讨。当时对于凹面以三级象差为基础,求出了边界符合要求的解决办法,但发现对于中间的带是不严格满足要求的.为了寻求对任何非球面度都适用的严格解,我们进行了深入研究,选取磨环最低点与非球面顶点的距离δ_p和磨头转角α_p为参数来表达铣磨加工时机床的运动规律,得到严格而简洁的表达式。根据这个表达式可以设计适用性很强的,用计算机控制的非球面铣磨机床。进一步考虑到某些生产批量大的特定非球面元件,我们认为从机构运动上实现δ_p和α_p所要求的规律则更为理想,因此寻找出凸轮副的数学关系式,从而可利用磨头轴的纯滚动来完成非球面化,它可以多次重复磨制过程而使所形成的曲面平滑。     

关于非球面制造技术的看法

列举了现代诸高科技领域对非球面光学系统的需求实例，如短波光学，空间光学，红外光学，微电子技术等。然后比较讨论了刀口阴影法与数字干涉检验的优缺点。在非球面修磨方法方面，首先肯定了计算机辅助加工是发展的方向，指出其主要优点在于“失误”造成的反复率大大降低。最后对非球面技术提出了总的看法，并对检测方法和修磨方法提出了几个研究课题。     

大型光学零件的铣磨参数

铣磨大型非球面光学零件达到微米级误差,而产生较浅破坏层的表面,这是一项新的技术。本文叙述了确定铣磨出高质量非球面最佳参数的方法。     

THz light pulse generated and storage by using a Gaussian pulse within a waveguide system

We propose the interesting results of high frequency generation method, which is required to use in the THz regime. A generated system consists of two micro and a nano rings that can be integrated into a signal system which can be employed to generate the large bandwidth by a Gaussian pulse propagating within the ring resonator system. The selected signals can be stored and filtered by using the optical storage unit and an add/drop filter, respectively. By controlling the ring parameters, the appropriate output power can be obtained, which can be modified to be suitable in either imaging or communication applications. Moreover, the very wide band of wavelength can be generated and controlled for various applications.     

磁梯度张量不变量的椭圆误差消除方法研究

基于磁梯度张量不变量定位方法, 可以实现对目标的单点实时定位, 且定位目标不限于静止目标, 这一方法目前得到了人们的广泛关注, 但该方法由于存在着椭圆系数导致目标定位误差较大的问题. 针对该问题, 提出了一种基于正六面体磁梯度张量测量系统的单点实时定位改进方法, 该方法通过消除原定位方法中不变量存在的椭圆系数, 从而克服椭圆误差对定位精度的影响. 具体做法是通过求解测量系统中正六面体的六个平面中心点处磁梯度张量的特征值, 并把这些特征值按照一定关系进行组合来消除椭圆系数, 来获得六个平面的新不变量, 再对这些新不变量求其梯度值, 根据这些梯度值对目标进行定位, 这样该定位方法可以有效的克服椭圆误差, 可对目标进行单点实时定位. 对改进定位方法进行了仿真实验分析, 结果表明改进方法可以实现目标的单点实时定位, 定位的平均相对误差较现有方法减少10.9%. 改进方法对所搭载平台的机动性要求较低, 其平台可做直线或曲线运动对目标实现单点实时定位.     

Upgrading Gigabit Ethernet with Multi-window CWDM Technique

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｗｉｔｈｔｈｅｓｐｒｅａｄｉｎｇａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｅｒｖｉｃｅｓ,ｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｎｎｅｔｗｏｒｋｂａｎｄｗｉｄｔｈｉｓｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌｌｙｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ .Ｉｎｃｏｍｐｕｔｅｒｌｏｃａｌａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋ (ＬＡＮ) ,ｔｈｅｄｏｍｉｎａｎｔｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｓＥｔｈｅｒｎｅｔ,ｗｈｉｃｈｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｓｎｅａｒｌｙ 80 ｐｅｒｃｅｎｔｏｆ ｐｅｒｓｏｎａｌｃｏｍｐｕｔｅｒｓ.Ｉｔｈａｓ…     

Tomography Methods for Vector Field Study Using Space-Distributed Fiber Optic Sensors with Integral Sensitivity

The problem of tomographic reconstruction of vector physical fields is studied. This problem can be solved by using fiber optic measuring lines (MLs) of special shape. In the case that the ML output signal is proportional to the vector's projection, the ML must be shaped like a narrow loop. This problem can be solved by means of the integral theorem. If an ML output signal is proportional to projection of a vector derivative with respect to ML direction, the ML with a step shape can be used. In this case the potential component of a vector field can be reconstructed. This approach can be applied to research on distributions of electromagnetic, deforming, and other vector fields and can be used for developing systems to monitor vector physical fields.     

基于布拉格光栅的边坡监测实验研究

提出了一种基于分布式光纤光栅的边坡监测与报警系统.根据强度折减法,利用ANSYS软件分析出边坡的软弱面及滑体所在的具体位置,从而在该处安装经过特殊封装的拉线式光纤光栅位移传感器.滑体的位移通过拉线转换为作用在光栅上的应力,而光纤光栅反射波长与应变具有良好的线性关系,因此通过检测光栅反射光的中心波长的偏移量,就可以解调出...     

A new concept of white light generation using a nano-waveguide for the solar radiation collection use

We propose a novel system of a nano-waveguide that can be used to generate the continuous optical spectrum, i.e. white light. A system consists of two micro-ring resonators and a nano-ring resonator that can be integrated into a single system. The large bandwidth signal is generated using a soliton pulse propagating within a Kerr-type nonlinear medium, whereas the continuous bandwidth or wavelength of light signal can be performed. Results obtained have shown the potential of using such a system for white light source generation and amplification, which is discussed. The amplified pulse can be stored within a nano-waveguide, which is allowed to form the continuous spectrum after amplification. Alternatively, the low-level solar radiation can be amplified, and the bandwidth signals can also be enlarged.     

Realistic Type IIB supersymmetric Minkowski flux vacua

We show that there exist supersymmetric Minkowski vacua on Type IIB toroidal orientifold with general flux compactifications where the RR tadpole cancellation conditions can be relaxed elegantly. Then we present a realistic Pati–Salam like model. At the string scale, the gauge symmetry can be broken down to the Standard Model (SM) gauge symmetry, the gauge coupling unification can be achieved naturally, and all the extra chiral exotic particles can be decoupled so that we have the supersymmetric SMs with/without SM singlet(s) below the string scale. The observed SM fermion masses and mixings can also be obtained. In addition, the unified gauge coupling, the dilaton, the complex structure moduli, the real parts of the Kähler moduli and the sum of the imaginary parts of the Kähler moduli can be determined as functions of the four-dimensional dilaton and fluxes, and can be estimated as well.     

Upgrading Gigabit Ethernet with Multi-window CWDM Technique

In this paper, a new scheme has been proposed to achieve high-performance local area network adopting 5～15 nm separated coarse wavelength division multiplexing (CWDM) technique. Using this scheme, the current single-wavelength gigabit Ethernet can be seamlessly upgraded to multi-wavelength network. Not only can the network bandwidth be broadened, but also wavelength routing can be achieved among different sub-networks. The data packet communication latency can be reduced one-to-two magnitudes in comparison with that of the current gigabit Ethernet. To expand the network scale, multi-wavelength-window CWDM technique can be adopted. Two kinds of network interface cards have been designed using opto-electronics devices at the 850 nm and 1300 nm wavelength windows, respectively. Experiments indicate that the two kinds of CWDM signals can be selectively received at the corresponding optical detectors. By introducing two optical dropping devices in the network, multi-wavelength-window (850 nm, 1300 nm and 1550 nm) CWDM system can be achieved.     

极低反射率光控高温超导开关的研究

提出了一种能够实现极低反射率的光控高温超导开关的新结构-微带直线结构,并提出实现此结构的新方法-辐照均匀法。理论分析、仿真数据和可行性验证实验都表明,光控高温超导开关采用辐照均匀法和微带直线结构,可以有效地扩大超导开关光辐照通断点的受辐射面积;因光束光强分布更加均匀,使通断控制性能更高;微带直线结构使得特性阻抗变化完全消失,具有极低的反射率;利用光学元件能够有效控制激光光束直径的特点,使微带线宽指标设计更加灵活,光控超导开关的适应面更广。     

CCD相机调制传递函数测试软件的研制

数学傅立叶分析法是测量调制传递函数常用的一种方法，为了迅速地给出采用该方法进行调制传递函数测试的结果，针对刀口扫描测试CCD相机调制传递函数的测试系统研制了测试软件。软件可读入CCD相机摄取的数字图像文件，对数据进行消噪声处理，并自动识别刀口位置，选择合适区域计算出相机的调制传递函数。软件采用VC语言编制，结果以列表和曲线两种形式输出，用户界面良好，使用方便。利用该软件得到的测试结果与俄罗斯软件的计算结果吻合较好。