光学系统时间传递函数的研究

随着瞬态光学的快速发展,光学系统的时间特性越来越引起人们的关注,时间特性评价方法也随之发展起来.时间光学传递函数作为评价光学系统时间特性最确切、最全面的一种方法,是时间特性评价方法的发展方向.本文重点论述了时间传递函数的理论依据、色权因子的选择、复色光时间线扩散函数的技术处理、时间传递函数的计算方法及其软件计算实例.     

光学系统的时间衍射积分及其应用

对含色散光学元件和其它非线性光学元件的光学系统,引入了时间ABCD矩阵元表达的时间衍射积分,用以讨论高斯光脉冲在色散介质中的传输行为,验证了线性色散系统中光传输的时间自成像,光纤中的方波自成形.     

大口径超短脉冲聚焦系统波前误差对时间信噪比的影响

理解大口径光学系统离轴抛物面镜聚焦后超短脉冲时间信噪比(SNR)在焦斑处空间分布的特性有助于更准确地认识超快激光物理实验中的脉冲时空特性。利用空间上菲涅耳近似下的分两步聚焦的坐标变换快速傅里叶变换(FFT)算法,结合时间域的傅里叶积分变换方法,引入了光学系统波前误差,对聚焦过程进行时空仿真。解释了大口径光学系统波前误差造成时间信噪比退化的原因,计算分析随机波前误差参数(误差大小、空间尺度)对聚焦时间信噪比的影响,并针对不同频段的光学系统波前误差控制提出要求。明确大口径光学系统中随机波前误差与时间信噪比之间的关系,为大口径超短脉冲系统的设计指标分配与波前误差控制提供了理论基础。     

基于随机并行梯度下降算法自适应光学系统的校正残差分析

对自适应光学系统随机并行梯度下降控制的校正残差进行了分析。通过对随机并行梯度下降(SPGD)算法校正静态像差的数值模拟,定标出了算法收敛时间与系统变形镜校正单元数的关系。建立了基于随机并行梯度下降算法自适应光学系统的简化控制模型,根据湍流大气的时间功率谱,推导了算法收敛时间与校正残差之间的解析表达式。结果表明,采用N个校正单元的自适应光学系统补偿Greenwood频率大小为f_G的大气湍流带来的动态像差,为保证校正残差σ~2λ/10,随机并行梯度下降算法的迭代速率需大于86 Nf_G。根据一组典型的计算结果指出了自适应光学系统随机并行梯度下降控制作用距离的有限性。     

一种积分时间自适应调整的非均匀性校正算法

提出一种实时校正方法,在非均匀性校正的过程中根据当前场景信息自适应调整积分时间.首先获取不同积分时间下的背景噪音并进行存储,根据特定的阈值控制积分时间的切换;进而将探测器输出减去相应积分时间下的背景噪音后作为神经网络的输入,从而不断地更新校正参量.这样既能有效弥补神经网络校正算法在低频噪音占优时的不足,降低由于积分时间改变引起的非均匀性,又能够补偿系统的温漂.对真实的红外图像序列实验表明,文中提出的算法在积分时间切换的同时可以得到合适的校正参量,并保证校正后的图像质量,能够实现实时校正.     

一种积分时间自适应调整的非均匀性校正算法

提出一种实时校正方法,在非均匀性校正的过程中根据当前场景信息自适应调整积分时间.首先获取不同积分时间下的背景噪音并进行存储,根据特定的阈值控制积分时间的切换；进而将探测器输出减去相应积分时间下的背景噪音后作为神经网络的输入,从而不断地更新校正参量.这样既能有效弥补神经网络校正算法在低频噪音占优时的不足,降低由于积分时间改变引起的非均匀性,又能够补偿系统的温漂.对真实的红外图像序列实验表明,文中提出的算法在积分时间切换的同时可以得到合适的校正参量,并保证校正后的图像质量,能够实现实时校正.     

自适应光学系统波前校正残余误差的功率谱分析方法

采用比较自适应光学系统闭环校正前后时间功率谱人方法,对自适应光学系统的波前校正残余误差进行了分析。在注意噪块时,实测的闭环波前复原相位误差与「实际波前校正残余误差是有区别的,分析了两者功率谱的差别之后,提出了一种估计实际波前校正残余误差的方法,应用这种方法对１．２米望远镜高分辨力自适应光学系统所采集的复原相位数据方差和波前校正残余误差进行了对比。     

测量超快现象用光学系统时间特性的研究

超快速电子成象器件的发展,使超快现象的测量成为可能,同时也提出了研究光学透镜系统时间特性的新课题。实验证明:光学系统时间畸变和时间弥散,将影响超快现象的测量。本文除了对皮秒、飞秒变象管扫描相机工作在可见光波段时透镜系统的时间特性进行研究外,还对该系统用于紫外波段时,光学透镜系统的新特点进行了分析。     

机载护目镜型头盔显示器畸变校正

根据机载飞行头盔特点及人机工程要求,设计了护目镜型头盔显示器光学系统.分析了该光学系统的光学性能和畸变特点,研究了该光学系统畸变的算法软件校正方法,设计了预畸变校正算法软件,并对护目镜型头盔显示器光学系统进行了畸变校正.结果显示:校正后光学系统具有很高的成像质量,空间频率为50lp/mm时,全视场调制传递函数接近0.2;同时畸变小于0.5%,系统满足机载护目镜型头盔显示器性能指标要求.     

无光焦度校正板在主镜后的牛顿光学系统的设计

描述了无光焦度校正板放在主反射镜后的无光焦度校正板-牛顿光学系统的设计.光栏放在主镜上,改变相对孔径A,选择校正板光焦度φ21、φ22和遮拦比α,进行光学系统的光线追迹,求解出光学系统的最佳选择,并给出各种设计曲线和设计结果,对光学系统进行合理的评价.     

X43高超声速飞行器的飞行热走廊研究

建立飞行器的热走廊物理模型和求解方法对于设计飞行器防热结构、确定飞行轨道和优化气动外形等均有重要的工程应用价值,本文对X43高超声速飞行器的飞行热走廊的物理含义进行了分析,初步建立了飞行热走廊的物理模型,给出了该物理模型下飞行热走廊的控制方程和求解方法,通过对X43高超声速飞行器典型位置的飞行热走廊的计算,研究了高超声速飞行器的热走廊规律和特征,研究了防热材料的性能对飞行走廊的限制,明确了防热材料的关键防热参数,通过研究发现: (1)防热材料的发射系数越大,其对应的热走廊越宽阔,飞行轨道的选择余地也越大; (2)不同位置、不同流态对应的热走廊边界不同,推迟转捩发生可以增加热走廊区域,有利于防热.     

平面微透镜的表面凸起现象分析

介绍了用离子交换法制得的平面微透镜的表面凸起现象,建立了分析这一现象的理论模型并给出了计算凸起程度的公式。平面微透镜的表面凸起有利于提高数值孔径和缩短交换时间,我们将它引入了平面微透镜阵列的设计和制作中并获得了良好的结果。     

损耗对屏蔽光伏空间孤子演化特性的影响

研究了晶体损耗对屏蔽光伏空间孤子在加偏压的光伏光折变晶体中演化特性的影响.结果表明,损耗除了造成屏蔽光伏孤子光波振幅的减小外,还造成了孤子横截面的改变.对于明孤子,当入射波光强较低时,横截面随传播距离的增长而不断增大;而当入射波光强较高时,起初横截面不断压缩,而后再膨胀,并在某一传播距离上孤子横截面恢复到入射时的尺寸.对于暗孤子,不论入射光孤子光强的高低,横截面都随传播距离的增长而不断增大.虽然在传播距离足够短时,可以不考虑损耗的影响,但距离较大时,损耗将最终导致孤子崩溃. 关键词： 非线性光学 空间光孤子 光折变效应     

气固两相边界层中拟序结构对壁面磨损的影响

本文由计算和实验首次说明在边界层入口处施加扰动能减轻固粒对壁面的磨损,而且加入扰动的强度越大,磨损量越小。该方法比壁面加肋条具有更好的抗磨效果,且负面作用较小,结论对工程应用有指导意义。     

李萨如图形法测浅水波波长

本文采用一种非接触光学方法对受外激励的连续变化的水表面波的波长进行实验测量，实验结果与理论曲线吻合较好。     

星际分子HCN超精细碰撞跃迁的R矩阵传播子方法计算

文中用Ｒ矩阵传播子方法计算了Ｈｅ－ＨＣＮ超精细碰撞跃迁截面和速率常数，给出了新的理论计算结果，并讨论了势函数长程部分对结果的影响     

合金钢的组织结构对於光谱分析的影响

我们用爱氏光源(低电流交流电弧)作高速钢的光谱分析时,发现样品的组织结构对于分析结果有影响。为了对这个现象得到进一步的了解,我们选择了10种含碳量不同的铬钢进行热处理试验和光谱分析。一系列实验的结果指出,用小电流(5安)电弧光源时,铬的光谱分析结果由于试样是退火组织或淬火组织而有差别,这个差别又随着钢中含碳量的增加而增加。我们认为,这种影响是由于碳在试样中存在状态的不同所引起的。在低功率光源中,这种不同使合金元素被蒸发和被激发的情况有所差别,因而就影响了光谱分析的结果。这种影响由于合金元素之不同而有程度上的不同,对铬的影响很显著,对锰和矽的影响则很小。此外,所选择的分析线对是弧线还是火花线,对于这种组织结构的效应也有显著的影响。曾经进行了一些消除组织结构影响的实验。发现在应用低功率光源时,增加预燃时间并不能消除这个效应。用火花光源或大电流(8安)电弧光源时,这种影响大为减小。     

导电箔对于相对论环形束的约束作用分析及其对束流群聚过程影响的初步实验结果

分析导电箔上的镜像电荷对环形束的约束作用,给出了可用于设计选择聚焦环形束的导电箔几何尺寸的计算结果。利用已有的X波段相对论速调管(RKA)进行了初步的镜像电荷聚焦RKA的实验。虽然实验中的导电箔对电子束的通过率只有0.88,但结果表明导电箔对RKA的束流有一定聚焦作用,不影响束流群聚过程。     

引力辐射阻尼对双星轨道要素变化的影响——对过近星点时刻的影响

在文献［１］研究的基础上对双星引力辐射阻尼的效应又做了进一步研究．首先给出文献［１］的主要结果及其更正，然后利用文献［１］的结果又给出引力辐射阻尼对双星过近星点时刻的影响。结果表明，引力辐射阻尼对双星过近星点时刻不仅产生周期变化的效应，而且还产生长期变化的效应，这后者的效应使得双星过近星点时刻提前。最后利用所推出的结果对三颗双星（Ｙ Ｃｙｇ，ＰＳＲ２３０２＋２４．ＰＳＲＩ９１３＋１６）做了数值的长期效应的计算。 关键词：     

关于测量单色仪的光谱狭缝宽度的干涉方法

本文分析了V.J.Coates和H.Hausdorff依对应原理提出的测单色仪光谱狭缝宽度的干涉方法的物理机理;并表明了在提高该法的准确度方面,迈克耳孙干涉仪有优于V.J.Coates所用的法布里-珀罗干涉仪的特点,特别是在可见光和紫外光的光谱区域。作者用干涉法对可见光用的уM-2型单色仪在不同狭缝宽度下的光谱狭缝宽度作了测量,结果与计算相符。