用矢量方法分析角锥棱镜的反射特性

从现代光学角度出发,利用反射、折射定律的矢量表达式,详细分析了理想角锥棱镜对光的反射特性以及角锥棱镜存在直角误差时对其光路的影响,并用大量公式进行了理论推导和论证.同时指出要在高精度测量过程中提高检测精度,任何一个角度误差都不能忽略.该分析结果对实际工作中应用角锥棱镜作为逆向反射器所造成的误差的修正具有指导意义.     

利用含二面角误差的角锥棱镜阵列实现反射光束均匀发散的方法

角锥棱镜常应用于光电跟踪、卫星通信、干涉仪等领域.在一些特殊应用场合中,要求经角锥棱镜反射的光束具有一定的发散角,以实现对距离激光器较远位置处探测器的覆盖.由于标准角锥棱镜不具备对光束发散的功能,本文利用含二面角误差的角锥棱镜对反射光束的不均匀发散特性,提出利用角锥棱镜阵列实现对反射光束均匀发散的方法和设计原则.采用衍射光学理论分析了所提方法及其设计原则的可行性,并依此设计了一个发散半角为0.5 mrad的角锥棱镜阵列.分析了光束参数、结构参数对反射光束远场衍射特性的影响,结果表明,入射光斑强度分布对反射光束发散半角没有影响,当角锥阵列满足点光源条件时,传输距离对反射光斑的角向均匀性没有影响;当阵元数超过一定值时,均匀性不再显著变化,但反射光斑的强度将进一步增加.在工程应用中,角锥棱镜阵列安装方位角误差对反射特性影响不显著,但角锥棱镜二面角的加工精度对反射特性影响较大,可通过进一步增加阵元数加以解决.     

Effective Reflection Area of a Cube Corner Retroreflector

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ａｃｕｂｅｃｏｒｎｅｒｒｅｔｒｏｒｅｆｌｅｃｔｏｒ (ＣＣＲ)ｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｏｐｔｉｃａｌｅｌｅｍｅｎｔ,ｗｈｉｃｈｈａｖｅｔｗｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ.ＯｎｅｉｓｎａｍｅｄａｆｔｅｒａｓｏｌｉｄＣＣＲｔｈａｔｉｓａｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎｍａｄｅｏｆｇｌａｓｓ ,ａｎｄｔｈｅａｔｈｅｒｉｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄａｓａｈｏｌｌｏｗＣＣＲｍａｄｅｕｐｏｆｔｈｒｅｅｍｉｒｒｏｒｓｔｈａｔａｒｅｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒｔｏｅａｃｈｏｔｈｅｒ.Ｉｎｔｈｅｓｅｔｗｏｓｔｒｕｃ…     

角锥后向反射器的数值模拟研究

鉴于实际应用的需要，考虑角锥反射器的二面角加工误差，采用矩阵光学和矢量运算方法，建立了一套适合于数值模拟的角锥反射器的后向反射数学模型，给出了角锥后向反射器光束变换及衍射传输的公式和数值模拟计算方法。分别针对理想角锥后向反射器和有二面角加工误差的角锥反射器，研究了反射光束的传输特性，分桥了入射角和传输距离对近场和远场能量分布的影响。根据卫星搭载角锥反射器的特殊要求，讨论了速差补偿方法和设计等问题，并针对卫星姿态控制的两种情况，分别提出了速差补偿的设计方案。     

Optical Characteristics of the Retroreflector in Space for the Advanced Earth Observing Satellite

Optical characteristics of the flight unit of the retroreflector in space (RIS) for the Advanced Earth Observing Satellite (ADEOS) were tested with a 60-cm diameter interferometer. The efficiency of the reflection of the RIS on the ADEOS in orbit was simulated based on the measured wavefront for the ground stations at several different latitudes.     

HL-2M 装置CO2 色散干涉仪的金属角锥反射镜特性研究

针对金属角锥反射镜的加工装配误差对传输光路的影响,研究了金属角锥反射镜二面角误差与反射光束的关系。详细分析了金属角锥反射镜表面面型及形态对反射特性的影响,并对不同角锥反射镜各个区域的反射率进行测量对比,对金属角锥反射镜的偏振特性也进行分析。研究结果表明,应用于HL-2M 装置CO₂ 色散干涉仪中金属角锥反射镜的表面面形加工精度应在0.3μm 之内,二面角的装调误差宜为正公差且控制在30'内,且表面镀膜的膜层牢固不易脱落。     

角锥棱镜用于激光直线度测量的特性分析

对角锥棱镜用于激光直线度测量时可使测量精度提高一倍的光学特性进行了分析。分析了角锥棱镜的制造角差、面形误差和测量过程中角锥棱镜的偏摆、俯仰、滚转对直线度测量的影响。用实验验证了分析结果。分析结果为角锥棱镜用作激光直线度测量时的误差分析和误差补偿提供了理论依据。     

猫眼腔激光器的横模变换与频率分裂

为了产生多种激光横模,以前的系统相对比较复杂,而且一般只能产生基横模和低阶横模,很难产生高阶横模,同时也很难观察到模竞争中一个频率抑制另一个频率的变化过程。基于猫眼谐振腔激光器和频率分裂技术,提出了一种新型的激光原理综合实验系统。该系统利用猫眼逆向器作为He-Ne激光器的一个腔镜,通过调节猫眼逆向器中两镜片间距可输出包括基横模、低阶横模、高阶横模在内的十余种典型横模,并可完成纵模、偏振、出光带宽等多种激光基本特性的实验。同时在基横模状态下,利用谐振腔内加入的石英晶体片可实现激光频率分裂及其频差调节。在此基础上又可实现完整的模竞争过程的观察。     

Optical Characteristics of the Retroreflector in Space on the ADEOS Satellite in Orbit

Optical characteristics of the retroreflector in space (RIS) on the Advanced Earth Observing Satellite (ADEOS) in orbit were tested using a second harmonics Nd:YAG laser. The intensity of reflection from the RIS was analyzed with an intensified charge coupled device camera by comparing the image with those of stars. It was confirmed that the RIS in orbit is working properly as a retroreflector.