快速高精度电动调整镜研究

高能激光合束系统中反射镜在工作前需要进行快速高精度的指向调整。设计了一种二维电控调整镜,系统主体采用一体化的柔性支撑设计,驱动采用步进电机配合减速机构带动螺杆实现,反射镜偏转角度的精密测量采用电涡流传感器,使用数字信号处理器（DSP）作为主控模块。对系统的工作原理和设计进行了分析,对系统标定方法和控制算法进行了深入研究。为了满足系统调整速度的要求,采用S形加减速算法作为调整镜的控制算法,采用分段线性的系统标定方法。最后对系统进行了实验测试,结果表明,在±500″角度范围内,调整镜到位时间在3 s以内,控制误差小于2″,可以满足系统要求。     

光通信 其他

TN923.13 2006032597自由空间光通信ATP系统中精瞄偏转镜的设计=Designof fine pointing tip/tilt mirror of ATP system for freespace optical communication[刊,中]/邵兵(哈尔滨工业大学机器人研究所.黑龙江,哈尔滨(150001)) ,孙立宁…∥光学精密工程.—2006 ,14(1) .—43-47二维精瞄偏转镜是自由空间光通信中捕获、跟踪和瞄准(ATP)系统的关键组成部分,对偏转镜进行了机构设计和有限元模态分析,偏转镜采用压电陶瓷驱动器驱动,采用柔性铰链传动。研制了集驱动、检测、主控模块为一体的数字式精密定位控制器,在实验室构建了两套测试系…     

快反系统中平面反射镜的轻量化设计

根据快速控制反射镜系统(快反系统)对平面反射镜的设计要求,对快反镜的轻量化结构进行了优化设计。选择比刚度大、热变形系数小的碳化硅为镜坯材料,采用背部开槽式结构减重,背部3点式支撑,对不同筋宽和镜面厚度等多种轻量化方案进行了有限元分析。结果表明:筋宽越大,镜体刚度越好,但筋宽增大到一定程度时,反射镜刚度的改善程度减缓;镜面越厚,镜体内应力、自重变形越大。结合反射镜设计要求和有限元分析结果,加工制备了筋宽为4 mm,镜面厚度为4 mm的碳化硅反射镜,镜体轻量化率达55%。实测反射镜的面形精度,其RMS值不超过λ/30,与分析结果相符,满足系统的使用要求。     

消除中心彗差的像放射扫描器

从三级像差理论出发,讨论了在双反射镜系统中作为扫描器的次反射镜有横向偏移及倾斜时的初级中心彗差,从而找出消除这种中心彗差的中性点位置。最后计算一个具体例子,比较次镜绕其顶点偏转以及绕其中性点偏转时的中心彗差,说明中性点的实际意义。     

恒星光干涉仪主动镜偏转角的检测

采用激光干涉检测的方法,综合应用计算机控制、数字图像处理等技术对高精密仪器主动镜的偏转角进行了检测.设计了主动镜的光干涉CCD数字图像检测系统,推导出了干涉条纹与主动镜偏转角之间的对应数学关系式,对条纹图像进行了噪音分析和相应的预处理,在干涉条纹细化的基础上对每条干涉条纹采用最小二乘法进行直线拟合,得到条纹间的间距以及条纹的方向角,最终检测出主动镜X轴方向的偏转分辨率为0″.113,最大偏转角为56″.872,Y轴方向的偏转分辨率为0″.112,最大偏转角为49″.835,完成了主动镜偏转角的检测.     

恒星光干涉仪主动镜偏转角的检测

采用激光干涉检测的方法,综合应用计算机控制、数字图像处理等技术对高精密仪器主动镜的偏转角进行了检测.设计了主动镜的光干涉CCD数字图像检测系统,推导出了干涉条纹与主动镜偏转角之间的对应数学关系式,对条纹图像进行了噪音分析和相应的预处理,在干涉条纹细化的基础上对每条干涉条纹采用最小二乘法进行直线拟合,得到条纹间的间距以及条纹的方向角,最终检测出主动镜X轴方向的偏转分辨率为0″.113,最大偏转角为56″.872,Y轴方向的偏转分辨率为0″.112,最大偏转角为49″.835,完成了主动镜偏转角的检测.     

1.5米高分辨率光栅单色仪

一、仪器结构1.光路 仪器光路采用单通和双通合一,单色仪和摄谱仪合一的结构,光路系统是典型之字形排列的彗差相消的C-T型,光路主要组成部分为一块全息光栅,两块凹球面反射镜,两个狭缝,一组滤光片,摄谱转向镜和暗盒,以及为达到两次色散(双通)而设置的二块平面反射镜.2.扫描机构 仪器由微机或驱动控制器控制步进电机带动正弦机构实现波长扫描,在自动控制器控制扫描时,通过按键可以进行正常扫描,重复扫描,快速返回及停止等操作功能,改变电阻和用分频方式控制步进电机可得0.05～50nm/分10种扫描速度.     

转镜式光谱仪端反射镜误差容限分析

系统分析了当转镜式干涉光谱仪端反射镜发生倾斜,致使反射光束偏转时对干涉图的影响.发现光束偏转带来的误差分为三部分：1）光束偏转导致整体增加的恒定光程差;2）垂直光轴方向因不同光线而引入的偏移光程差;3）光束中心相对于光轴的偏移量.干涉强度中的有效信号减小,同时直流分量不变,因此信噪比降低.最后从调制度和相位误差角度给出了端反射镜倾斜误差容限并讨论了减小干涉图受光束偏转影响的方法.     

我国转镜式高速相机的发展和应用

我国转镜式高速相机的研制始于1958年,近三十年来,为了满足爆轰学、爆炸力学、等离子体物理和火花放电等方面研究工作的需要,研制了一系列不同性能的同步式、等待式扫描相机和分幅相机。其中包括两种铍镜扫描相机;具有特色的电机驱动摩擦增速机构;截面为等腰三角形的反射镜并成功地研制了以微处理机为核心的电控制台。同时对扫描速度、动态象质、时间分辨本领建立了相应的检测装置。     

快速反射镜研究现状及未来发展

快速反射镜具有体积小、定位精度高、带宽高、响应速度快等优点，被广泛应用于激光通信、图像稳定系统、天文望远镜等光电系统中。为了对快速反射镜相关研究领域研究者提供一定便利，简要介绍了快速反射镜的工作原理，从多种角度介绍了快速反射镜的分类，并阐述了不同种类快速反射镜的技术特点及性能差异。从技术特点、性能指标、实际应用3方面介绍了多款国内外研究机构的快速反射镜产品。展望快速反射镜的几项关键技术，指出高闭环带宽、高控制精度和数字控制是快速反射镜的发展趋势。