二维振镜扫描系统调向误差分析

对比分析现有光束扫描系统的优劣，提出采用二维振镜扫描系统作为多光谱集成靶标的光轴调向装置，光轴调向装置的调向精度影响多光谱集成靶标的校准精度。通过对二维振镜扫描系统调向误差进行分析，建立二维振镜扫描系统调向模型，并进行了二维振镜扫描系统调向误差测量实验。结果表明:二维振镜扫描系统的方位角误差和俯仰角误差小于8″，调向角误差小于9″，调向误差小于10″，能够满足多光谱集成靶标光轴调向精度要求。     

基于修正大气谱的湍流相位屏高精度生成方法

为了更准确地反映湍流的实际特征,在光波的大气传输模拟中应采用修正大气折射率谱模型.本文针对该谱模型提出了一种高精度湍流相位屏生成方法.通过改变模型在低频区的采样设置,实现了基于修正大气谱的湍流相位屏高精度生成.通过与原始FFT法、次谐波法以及改进前的优化方法相比发现,本文提出的改进后的优化方法能将相位屏低频区域的最大相对误差从改进前的6.75%减小到1%,作为比较,原始FFT法在低频区的最大相对误差为22.99%,次谐波法为16.81%.利用该方法所生成的相位屏对高斯光束在湍流中的传输进行了模拟并对光束扩展和光束漂移等二阶统计特性进行了估计.结果表明,在弱扰动条件下,模拟结果和理论预测的结果是一致的;在强扰动条件下,随着距离的增加,模拟结果与理论结果偏差越来越大,其中光束扩展与理论预测的偏差最大可达6cm,而光束漂移可达1cm,这是由于理论模型无法预测漂移饱和现象而导致的.在与Von-Karman谱的模拟结果比较时发现,修正大气谱估计的光束扩展大于Von-Karman谱的估计且在光束漂移的预测中比Von-Karman谱更快的达到饱和,这正是修正大气谱高波数处存在"凸起"的结果.本文提出的方法生成的相位屏能够有效的表征实际大气的折射率扰动特性.     

大尺寸空间角测量技术进展及其分析

随着大型装备制造工业飞速发展,其制造与装配等过程对大尺寸空间几何量的测量技术要求越来越高。为了分析大尺寸空间几何量测量中的空间角测量技术的发展,在综述5种传统大尺寸空间角测量方法的基础上,介绍了大尺寸空间角测量方面国内外相关研究的3种新的代表性成果。着重阐述了一种基于惯性基准的大尺寸空间角测量方法,该方法将光电自准直跟踪技术与惯性测量技术有机结合,测量范围更大、便携性更强,特别适合外场条件下大尺寸空间角的快速测量。测试结果表明,目前其有效测量范围可达10 m,测量精度为0.5,同时还针对系统测量范围与测量精度的进一步提高提出了改进方案。     

复合Ag/SiO_2正弦光栅基底SERS特性分析

当前微流控表面增强拉曼散射(SERS)检测领域常用的贵金属纳米颗粒溶胶单位体积内热点区域数量有限且热点区域范围较小,而贵金属纳米三维阵列结构加工时间长,成本高昂并存在"记忆效应"。本文提出了集成到微流道的复合Ag/SiO_2正弦光栅SERS基底结构,可以利用激光干涉光刻技术进行制备,无需预制掩膜版,可实现大面积、低成本SERS基底简易快速制备。利用严格耦合波分析方法(RCWA)建立了复合正弦光栅表面电场增强数学评估模型,推导了表面等离子体共振(SPP)耦合吸收率数学模型,分析了入射光、复合正弦光栅结构与外界环境介电常数的优化匹配关系,得到了入射光785 nm条件下的最佳复合正弦光栅结构。通过制备加工并实验验证了复合正弦光栅的SERS性能,SERS增强因子(EF)能够达到10~4。     

基于引力搜索算法的湍流相位屏生成方法

本文提出了一种全新的相位屏生成方法,结合了经典快速傅里叶变换(FFT)模型与稀疏谱模型.经典的FFT模型由于低频成分的严重缺失,限制了其在高精度相位屏生成方面的应用,为此,本文将相位屏的低频部分单独提取出来,应用稀疏谱模型生成相应的低频补偿屏,将二者相加后得到最终的精确相位屏.结果表明,补偿屏的模拟精度与低频采样点的分布有关,且存在一种最优分布使得最终的相位屏结构函数与理论结构函数的误差最小.为兼顾相位屏生成速度,本文选取了16个低频采样点,采样点位置由两个待定参数确定,并应用引力搜索算法对参数进行优化得到最终的低频采样点分布.仿真结果表明,该方法与传统低频补偿方法相比精度提高了1—2个数量级,且运算速度优于传统方法.