高密度光学头中力矩器的运动串扰分析与抑制

力矩器多维运动之间的串扰是影响其动态特性和光斑质量的关键因素。建立了力矩器的空间受力分布模型,提出了聚焦、循迹、倾斜三个方向串扰度的概念,用数值方法计算并分析了力矩器的运动串扰现象,得到了串扰度与力矩器结构参数的关系。分析结果表明,串扰度与永磁铁和聚焦线圈的结构参数密切相关,合理选择结构参数可有效降低串扰度,可提高力矩器的动态性能。     

悬线式物镜力矩器动态特性的仿真实验研究

悬线式物镜力矩器是目前光学头系统中使用最为广泛的力矩器,其动态特性直接决定了光学头的读写性能。基于ANSYS参数化设计语言(APDL)建立了悬线式光学头物镜力矩器的仿真设计平台。通过仿真平台进行了力矩器一阶共振频率和峰值、二阶共振频率和峰值、扭转共振频率、静态灵敏度、动态灵敏度和相位等动态特性参数的仿真实验,仿真计算的结果与实际测量的结果相比,最大相对误差为4.2%。该仿真平台对于二维乃至三维悬线式物镜力矩器的设计和评价都具有重要的指导意义。     

悬线式物镜力矩器中频段共振理论及实验分析

悬线式物镜力矩器是高密度光盘系统中关键部件——光学头的可执行机构,其运动特性决定着光学头的读盘能力。在光学头研制、生产及测试中发现某些力矩器频率特性曲线的线性工作区内出现共振,它会导致光学头的读碟能力下降。通过对力矩器可动部建模、ansys仿真及实验分析,得出力矩器可动部的质心和力心不重合将导致其在中频段内发生扭转共振。实验结论对悬线式物镜力矩器设计、评价和生产都有重要的指导意义。     

基于力矩促动器的镜面半主动光学支撑系统集成优化设计

基于半主动光学技术的半主动支撑,通过力矩促动器(Warping Harness, WH)弹簧叶片将校正力转换为校正力矩,对由重力、温度等误差源引入的镜面低阶像差进行校正。针对利用传统经验设计反射镜时存在的设计缺陷,提出一种反射镜支撑系统优化设计新方法,即结合结构尺寸优化和经验设计的镜面支撑系统综合设计优化方法,并建立一套基于WH的半主动镜面支撑系统。首先,按照经验公式设计了支撑系统初始结构;设计了一款L形镂空式WH弹簧叶片,并对其开展了非线性分析及疲劳分析,确定叶片厚度为2 mm、寿命为1.2×10⁶次。然后,通过优化镜面支撑点位置、三角板柔节位置、支撑系统柔性件关键尺寸参数,将光轴竖直及水平状态下镜面RMS值由119 nm和106 nm分别降至13.3 nm和4.8 nm;1°C温差状态下镜面面形差由2.8 nm降至1.9 nm;一阶谐振频率由80 Hz提升至130 Hz。最后,采用提出的方法对半主动支撑系统的校正能力进行验证。结果表明：本套半主动支撑系统对镜面离焦、初级像散、初级慧差、初级球差的校正率最高可达99%,且校正后各像差幅值均小于1 nm;室温自重状...     

衍射光学二维激光扫描器设计制作研究

提出、设计并采用激光直写和反应离子刻蚀技术制作出一种新型的衍射光学纯相位型二维激光扫描器,并进行了系统参数的实验测试,其扫描角度为２５°×２５°,衍射效率为４１％。     

二维机械准直器准直光束的衍射

把入射光作为从不同方向入射的空间光,应用傅里叶光学的方法分析了通过机械准直器中一组不同间距的栅格挡光片的物理过程。建立了准直光束的理论计算公式,给出了采用数值方法精确计算准直光束的主要步骤和计算中应注意的问题,计算了空间频率分布。对于从各方向入射的光辐射,证明了机械准直器的准直性能,对于平行光入射,计算了通过机械准直器的光辐射衍射,衍射超出了准直器的几何阴影区,得到了准直光束空间频率的二维分布图形。与国外一维的方法相比,该方法更准确、快捷,计算结果与实验数据比较,更接近实验结果。     

光学相控阵光偏转器的驱动研究

提出了一个用于16通道波导光学相控阵光偏转器的驱动系统, 其中电压调节控制单元用一个现场可编程门阵列(FPGA)芯片实现.这个系统可使该OPABD的光束扫描速率达到580 kHz以上, 远远高于基于微控制器的驱动系统所能达到的水平.     

二元光学元件和新型超分辨光盘读写头的设计研究

本文采用杨-顾相位恢复算法数值模拟设计了一个用于光盘读写头的二元光学元件,并构思了一种新型超分辨光盘读写头,在现有光盘读写头的激光波长处和数值孔径基础上,利用该二元光学元件实现光学超分辨,从而提高光盘存储容量.     

球形串型二维表面等离子体光栅光吸收器

本文设计了一种球形串型二维表面等离子体光栅光吸收器,采用二维时域有限差分法(2D-FDTD)分析了该吸收器的几何结构参数对其吸收特性的影响.结果表明,通过调整小球的半径、球形串之间的中心距离以及球形串上小球的层数,可以有效地降低反射率,从而提高对光的吸收率.从中心位置向左右两边使球形串之间的中心距离线性减小,可明显改善其吸收效果.当球形串上小球的层数超过50层时,基本达到了饱和吸收的状态.这种光吸收器在薄膜太阳能电池中具有一定的应用前景.     

结构渐变的二维表面等离子体光栅光吸收器

设计了一种结构渐变的表面等离子体光栅光吸收器,采用二维时域有限差分法(2D-FDTD)对其吸收特性进行了详细的分析。结果表明,通过调整槽深、槽宽和墙宽,可以有效地降低反射率,提高其对光的吸收能力。由中心向两边适当地使槽宽线性增加,同时使墙宽线性减小,可以达到较理想的吸收效果。对于不同空间半峰全宽的入射光,反射谱线的形状有所不同。当入射光的空间半峰全宽较窄时,该吸收器对短波长光的吸收能力更强。当入射光的空间半峰全宽较宽时,该吸收器对长波长光的吸收能力更强。这种光吸收器有望在全光芯片中得到应用。     

Movement dynamics analysis for an optical pickup head lens actuator in a digital versatile disc system

With the rapid development of CD/DVD(compact disc/digital versatile disc)technology,the disc rotation speed and the information density have increased greatly to fulfil the demand of high informatiopn bit rate transfer,As one of the most important elements in a DVD pickup head,objective lens actuators are required to provide a more precise means to accurately follow the disc deviation.The design of the lens actuator becomes all the more important and critical.In order to give complete suggestion to the design of the lens actuator,we put forward the movement differnetial equations as a new theoretical means to analyse the characteristics of the lens actuator reliably and rigorously.Based on the theoretical analyses,many important and effective methods are propsed.A typical experiment verifies that the performance of our lens actuator head,which adopts these methods,can satisfy the high speed and high density requirement of DVD systems.     

Study and design of a low cost optical pickup based on double FBGs

A fiber Bragg grating (FBG) pickup exploiting Intensity Modulation-Direct Detection (IM-DD) interrogation system was put forward in this paper. The feasibility of detecting the vibration of the guitar was revealed by FFT analysis. There was certain correlation between the FBG pickup and the magnetic pickup. A high signal-to-noise ratio (42.85 dB) was obtained. The FBG pickup has a frequency response range (0–3000 Hz) that is comparable to the reference pickup. The results indicated that the proposed pickup is effective to pick up the vibration. A simple structure design and low-cost interrogation system set-ups were proposed.     

基于光学原理的三维形貌测量技术研究

为了加快产品开发和保证产品制造质量需要对物体的三维形貌进行精确的测量。光学形貌测量技术由于其高分辨率、无破坏、数据获取速度快等优点而被认为是最有前途的三维形貌测量方法。介绍了各种基于光学原理的三维形貌测量技术,并作了比较深入的分析和对比,为正确和广泛应用三维形貌测量技术提供了参考。给出了在该领域的发展方向和研究热点。     

用于物体三维测量的光纤投影器的设计与数值模拟

新的光学三维传感和计量方法不断涌现,在这些测量方法中,结构光投影器的设计至关重要。将光纤引入其中,设计了多光纤空间编码面结构投影器,利用多光纤干涉可以在空间形成条形、方形、六角形等多种干涉图样,从而构成了多功能光纤干涉图像投影器,并对各种空间编码结构的投影图像给出了计算机仿真结果。讨论了投影器的空间编码结构参数对测量范围和测量精度的影响,以及与编码器结构相适应的测量方法。该研究对多光纤干涉图像投影器的设计制作与实际应用具有一定的参考意义。     

一种新型干涉成像光谱仪光学系统研究

介绍了一种新型静态干涉成像光谱仪—ＬＡＳⅡ形式的大孔径静态干涉成像光谱仪的原理、系统特性及要求,并对前置光学系统做了深入研究,光学系统的要求从全局考虑,实现普通玻璃复消色差,调制传递函数在３０对线时达到０．４以上。仪器具有原理简单、成本低（不高于色散型成像光谱仪的研制成本）、体积超小等特点。     

氩气/空气等离子体助燃激励器的实验研究

为了获得氩气/空气等离子体助燃激励器的特性,首先在空气中加入少量氩气的条件下,对条状、王状和网状三种不同电极形状的等离子体助燃激励器的放电特性进行对比,实验结果表明电极形状对激励器放电特性影响不大。然后对条形电极在纯空气和10%氩气/90%空气两种条件下的放电特性和发射光谱进行研究,发现加入氩气后,放电参数变化趋势与纯空气相似,但电流脉冲增多,放电均匀度增加,起始放电电压由27kV降低到24kV,并且介质阻挡放电发射光谱增强。     

光纤Mach-Zehnder空间干涉系统的实验研究

深入细致地分析和研究光纤Mach-Zehnder空间干涉系统,详细介绍了各组成部分及功能,并对空间干涉场进行了理论分析,得到了线偏振光输出下的干涉场理论表达式和干涉场图。     

基于光纤耦合长光程LED-DOAS技术的大气NO_2测量研究

大气中NO2的含量在10-9量级。研究了一种以发光二极管(LED)为光源的光纤耦合长光程差分吸收光谱(DOAS)系统,用于测量大气NO2。对比了四种不同类型和波段的蓝光LED,确定以中心波长451nm的CREE宝蓝LED为测量光源。在0.8km的测量光程、2min的测量时间分辨率的情况下,在445nm~465nm光谱反演波段内得到NO2的探测限为3.36×10-9。利用系统对大气NO2的浓度进行了一整天的连续观测,通过对吸收光谱的分析计算,反演出的大气NO2浓度在(7~31)×10-9之间变化。测量结果表明,将光纤耦合技术与LED光源的长光程DOAS系统相结合后,可实现大气NO2的高灵敏、高时间分辨率探测。