三界面激光谐振反射器特性研究

本文应用薄膜光学的特征矩阵法计算三界面谐振反射器的特性,给出了用于全息红宝石双脉冲激光器的镀膜三界面谐振反射特性和温度调谐特性曲线,并对其作出了深入的研究。     

谐振反射器与F—P标准具匹配选模的研究

本文讨论了谐振反射器与Ｆ－Ｐ标准具匹配选模的原理,给出了两者匹配的方法,实验证明谐振反射器与Ｆ－Ｐ标准具在匹配条件下选模可以使红宝石激光吕有较大的单频输出几率。     

涂有干涉层的反射器

１　引言　　文献［１,２］提出在固体激光器的抽运系统中应用具有干涉涂层反射器的前景。干涉反射器的特点是在整块石英组件或管子的表面形成干涉层,这种干涉层的高反射带光谱位置与激活介质的激励带相重合。这时,在高反射带外还有很宽的透过光谱区,保证抽运灯的非工作辐射输出,也就减小了激活介质对它的吸收。与银涂层相比,干涉涂层的明显优点是使用寿命长,组成反射涂层而经受抽运灯辐射的成膜材料的物理－化学性质决定了它的稳定性。这点保证了辐射在激活介质和抽运灯整个使用寿命内的稳定性。此外,干涉涂层的光谱选择性可降低激…     

导航卫星激光反射器技术发展综述

卫星激光角反射器(laser retro-reflector,LRR)作为SLR系统空间载荷部分,装载在卫星表面,其作用是增强星体目标对激光信号的反射率,实现星地距离的精密测距。导航卫星激光反射器是星载激光反射器应用的一个主要分支,本文主要就导航卫星激光反射器国内外技术发展现状、光机设计主要问题、未来趋势和研究方向进行了扼要的评述、讨论和展望;所叙述的内容对其他类型激光反射器的设计同样有借鉴作用。     

利用激光干涉技术研究压电换能器的谐振特性

介绍了压电超声换能器的基本结构及振动模态，利用先进的激光多普勒干涉仪对自制换能器的谐振特性以及振动速度和位移分布进行了测量和分析，并与有限元分析的结果进行了对比，实验表明，实验测量模态结果与有限元分析结果基本相符，激光多普干涉技术是一种直观研究压电超声换能器振动的有效手段。通过有限元分析和先进测量手段的结合与对比，对换能器的设计和制作具有指导意义。     

基于谐振式反射器的脑活动探测天线设计

设计了一款用于脑活动探测的超宽带定向天线。该天线采用了平面菱形单极天线的宽频带特性,通过缺陷地结构实现小型化。为了增强天线的定向辐射能力,设计了一种花瓣形谐振式反射器,在较宽频带内产生同相反射,并可减少剖面高度至0.1λ0。该天线整体结构具有尺寸小、重量轻的特点。对天线结构进行仿真优化并加工实测,测试结果与仿真的一致性表明了该天线具有超宽带的特点,实测阻抗带宽为0.91~2.42 GHz(91%),且远场方向图表明了天线具有良好的定向性能,因而该天线可以应用于人脑活动探测等领域。     

Galileo卫星激光反射器的结构设计

卫星激光反射器的结构设计是激光反射器设计的重要内容,本文以Galileo卫星激光反射器为例,阐述了中高轨导航卫星激光反射器结构设计所需解决的问题和措施途径,包括结构总体布局、角反射器组件结构、材料设计、减振缓冲、静电防护、热控技术等;并针对航天环境载荷(结构装配、恒加速度、振动、冲击、热循环等),对激光反射器的机械和光学性能影响进行了分析、计算和讨论,以此验证结构设计的可行性;Galileo卫星实际测距效果理想进一步表明Galileo反射器结构设计的合理。     

激光感应复合熔覆界面特性研究

在送粉激光感应复合熔覆试验的基础上,研究了工艺参数对熔覆层与基体结合界面形态及组织结构的影响规律.研究结果表明,激光感应复合熔覆工艺参数对熔覆层与基体界面特性有显著影响.随扫描速度增加,界面形态由平直向波浪形变化;随送粉速率增加,结合界面的平直度增加;扫描速度和送粉速率对界面形态的影响随感应能量增加而减弱.感应作用促使结合界面由波浪起伏状向平直转变,且在界面处形成粗大的柱状树枝晶.     

试验卫星激光反射器的设计和试验

MS1和MS2试验星是我国首批设计寿命10年的中高轨导航卫星,为提高在轨精度和实现卫星精密定位,作为舱外有效载荷,两颗卫星均标配搭载了激光反射器。卫星激光反射器光学设计应考虑远场衍射等物理光学影响,不能仅考虑几何光学理论设计。以试验星反射器为例,基于角反射器光学远场衍射能量分布理论为基础,采用最大雷达截面法进行反射器尺寸优化,利用角度补偿法进行速差补偿角设计,对反射器表面加工精度、反射表面特性、切割方式等光学参数进行优化分析计算,并通过合理的机械结构和材料设计,解决了高量级力学环境、330℃高低温度交变、10年空间辐照寿命等环境适应性问题。试验星光学测试结果表明:参数设计合理,可实现远场环带能量在预定观测区域的最大化,在轨观测数据表明反射器工作正常,测距精度、测距范围等指标满足预期设计,理论设计和实践相符,这对今后同类激光反射器的设计具有借鉴和指导意义。     

卫星激光合作目标中角反射器的密接布阵设计

用于卫星合作目标的角反射器阵列的设计 ,国际上普遍采用的是圆形布阵方案。采用正六边形密接布阵设计 ,获得了轻量化、高稳定性的卫星激光合作目标。角反射器阵列尺寸为 2 80mm× 16 0mm ,重量小于 2kg ,共有38个角反射器单元 ;单元底面加工成正六边形 ,对边距为 31 5mm ,有效通光口径为 30mm ,高为 2 5mm ;考虑到星载角反射器的速差效应及其补偿要求 ,经计算机数值模拟 ,将单个角反射器的综合角度误差确定为 5°± 0 5″ ,并在加工时对每个直二面角人为引入约 1″的角度误差。该设计虽然在一定程度上增加了阵列基座的加工难度 ,但计算表明 ,在设计尺寸一定的情况下 ,与传统圆形布阵相比 ,合作目标阵列的重量减轻 15 5 % ,而有效反射系数及回波光子数均提高 10 3%。     

区域观测卫星激光反射器有效反射面积的设计

卫星激光反射器阵列结构决定有效反射面积分布,进而影响激光回波强度。在某些小型卫星应用中,地面台站只需对卫星局部天区过境观测,但激光反射器需数十平方厘米的有效反射面积,且对质量和尺寸有限制,需合理设计激光反射器阵列排布指向以满足大的有效反射面积应用需求。推导了不同指向角反射器有效反射面积计算模型,并以某一局部天区观测的低轨卫星激光反射器为例,给出了有效反射面积的仿真结果,并进行了实验室测试。结果表明,局部天区观测卫星激光反射器的有效反射面积设计与测试结果相符,为区域观测卫星激光反射器应用奠定了基础。     

卫星激光后向反射器结构应力对衍射能量分布影响研究

阐述了Galileo卫星激光后向反射器机械结构特性。 着重讨论了后向反射器的环境适应性设计和应力对角反射器光学性能的影响,以及相应的实验结果。     

基于卫星反射器的转发式激光时间传递试验研究

基于星载曲面镜的转发式激光时间传递具有零时延、高可靠性和高准确度等优势,但由于缺少合适的卫星试验平台,该技术目前仅限于理论分析,尚未获得有效试验数据及性能评估结果。本文将相邻的两套卫星激光测距（SLR）系统作为试验台站,以激光卫星上搭载的反射器作为转发载荷,开展了转发式激光时间传递试验研究。首先,介绍了转发式激光时间传递的基本原理及理论;然后,对上海天文台SLR系统进行适应性改造,搭建了转发式激光时间传递试验系统,并开展了不同激光卫星的实测试验;最后,分析获得的时间传递结果,研究影响该技术性能的主要因素。试验结果表明：该技术可以获得优于100 ps的精度以及ns的准确度,单向工作模式可行,为转发式激光时间传递的发展提供了有力支撑。     

月球激光反射器指向角度计算及对准精度分析

月球激光测距（LLR）是地月间距测量精度最高的技术。其中,月球激光反射器（LRRR）是实现高精度月球激光测距的关键设备。中国计划在月面放置有人部署的新一代月球激光反射器,为使反射器有效工作,需调节反射器的俯仰角、方位角,使其指向对准平均地球。本文设计了一套算法,用于计算月球激光反射器指向对准所需调节的角度,同时分析了部署时间偏差、位置偏差对指向对准的影响。月球激光反射器指向对准偏差估计值约为2.7°,最大不超过5.0°,可以满足反射器对准精度优于5.5°的需求。设计的算法和开展的分析,可以为未来中国月球激光反射器部署任务提供参考。     

基于谐振式反射器的UHF/S双频双定向蝶形天线

利用两个工作在不同频率的圆环型谐振式反射器设计了一款小型化、低剖面的"双频（UHF/S）辐射"宽带双定向蝶形天线.谐振式反射器在很宽的频带内具有"同相反射"的特点且无需周期结构,因此作为天线反射板时与天线间的距离远小于λ/4且面积较小.两个反射器大小不同且分别置于蝶形天线的上方和下方.虽然这两个反射器分别位于另一反射器的辐射（反射）方向上,但它们不会阻止彼此的辐射,因此所提出的天线在工作频带的UHF低频段与S高频段分别向+z轴与-z轴辐射.所设计的蝶形天线采用微带线从侧边馈电,避免了从天线背面馈电可能对天线辐射特性的影响.虽然该天线使用了上下两层反射器,其整体尺寸仅为0.45λ×0.4λ×0.2λ.天线的阻抗带宽超过100%,低频和高频的相对定向带宽（前后比> 5 dB）分别为58%和41.6%,具有良好的双频双定向性.     

导航卫星激光后向反射器研究

鉴于设计Galileo导航卫星上激光后向反射器的需要,采用理论计算和实验验证的方法对角反射器的光行差补偿设计和远场衍射光强分布进行了研究.对不同直角偏差、是否镀反射膜的角反射器远场衍射光强分布给出了计算和试验结果.研究结果表明:理论计算与实验结果是完全一致的;对类似Galileo卫星的角反射器设计采用光行差角补偿是必要...     

准谐振脉冲激光电源的实验研究

本文对为储能电容充电的串并联准谐振逆变器的非连续导通模式进行了理论分析,并在此基础上给出了谐振回路参数、高频变压器匝数比的选择原则,及开关周期、导通时间与ＩＧＢＴ关断时电压应力运行模式、输出功率的关系。     

免调试激光器与谐振激光自适应无线传能技术(特邀)

作为最具代表性的定向能载体,激光可用于高功率、长距离的无线能量传输。传统上激光无线传能一般通过跟瞄系统实现,而近年来发展的谐振激光自适应无线传能技术提供了一种无需跟瞄的新解决思路,受到广泛关注。文中分析比较了这两种方法的特点,展望了未来发展趋势,并对后者的核心免调试激光器的实现方法进行了总结。