激光多面体旋转扫描测试系统入瞳漂移的研究

在近代激光测试技术中多面体旋转反射扫描测试系统存在入瞳漂移的问题,带来测试误差,然而经典资料中均未作讨论.本文在理论上推导了激光扫描测试系统中的入瞳漂移,详尽讨论了八面体旋转反射扫描测试系统的入瞳漂移问题,并且分析了旋转半径及入射角与入瞳漂移的关系,得出精确的结论.实际应用中如何根据精度要求设计旋转反射镜、如何选择入射角、f-θ物镜设计中如何考虑入瞳漂移的影响均可利用这一结论.     

碳化硅扫描反射镜支撑结构设计

对尺寸为460 mm×290 mm的SiC扫描反射镜的轻量化和支撑结构的设计进行了研究。基于三角形和矩形的复合轻量化结构,采用镜体背部为开放和封闭相结合的形式,设计了一种新型的扫描反射镜组件。该组件采用侧面支撑方式和轴向柔性结构,有利于消除支撑结构材料热膨胀系数不匹配产生的热应力对镜面面形的影响。有限元方法分析结果表明：反射镜组件在1 g重力载荷和8℃温度变化作用下,反射镜镜面的面形误差RMS值分别为4.5 nm和20.3 nm。该反射镜轻量化形式和支撑结构满足光学成像要求,并可有效提高结构的稳定性,对于大尺寸反射镜组件的设计具有借鉴意义。     

斜光束反射镜扫描系统结构参数的分析

本文针对斜光束反射镜扫描系统一些结构参数的选择作了分析,推出了适合于斜光束反射镜扫描系统的计算公式。并在现有的一些共平面的反射镜扫描系统的计算方法的基础上,根据斜光束的反射镜扫描系统的特点,提出了适于倾斜狭缝像面为圆柱面的情况下的代替圆参数计算方法。因为这一方法是借助于计算机,使用最优化技术进行计算的,所以具有省时,易得到最优结果的特点。故这一方法为该类型的高速摄影机的设计计算提供了方便。     

辐射扫描系统

在一个物空间辐射扫描系统中,扫描装置设有多组成对的平面反射镜。以其中任意一组为例,这两个成对的镜面基本相互构成直角,两镜面的交线又与扫描器的转轴垂直。扫描装置的设置应使辐射进入聚焦装置之前,先由一对镜面依次反射,而后由聚焦装置聚焦到探测器上。各对平面反射镜之间的夹角绕轴依次相差一个很小的角度,以此来获得二次扫描方向。     

超轻量化碳化硅扫描反射镜组件设计

为实现(165mm×96mm)矩形扫描反射镜组件的轻量化并保证反射镜面形精度与组件支撑刚度,提出了一种锥套柔节一体化的背部支撑方法,实现了重量小于0.5kg的超轻量化碳化硅反射镜组件设计。镜体材料的选择为碳化硅,支撑结构材料选择了铟钢。通过有限元仿真对扫描反射镜组件进行了仿真分析,并采用ZYGO干涉仪对实际的反射镜组件进行了检测。实验表明,在各方向重力的工况和轴系驱动时的扭矩作用下,扫描反射镜面形误差的均方根值(RMS)最大值为9.705nm,实际测试结果为10.125nm,误差为4%,满足RMS值优于12.6nm的要求;组件一阶固有频率302.25Hz,满足刚度要求。研究结果表明,锥套柔节一体化背部支撑方法合理、有效,解决了结构超轻量化与结构刚度、光学面形精度难以同时保证的难题。     

斜光束反射镜扫描系统结构参数的分析

本文针对斜光束反射镜扫描系统一些结构参数的选择作了分析,推出了适合于斜光束反射镜扫描系统的计算公式。并在现有的一些共平面的反射镜扫描系统的计算方法基础上,根据斜光束的反射镜扫描系统的特点,提出了适于倾斜狭缝象面为园柱面的情     

机载光学整流罩与扫描反射镜尺寸及渐晕的设计分析

为满足机载光电系统的成像作用距离要求,对机载光学整流罩以及扫描反射镜的设计尺寸进行了理论仿真分析计算,并对研制的样机进行了试验研究。以实例形式给出了整流罩设计的作用距离与相关参量的计算结果,讨论了整流罩扫描系统的渐晕大小。装备该整流罩系统的样机,在近万米高空对音速某战机的红外长波扫描搜索距离可达到86 km,红外中波跟踪达到180 km,激光测距达到47 km。结果表明:根据探测作用距离理论模型分析计算,研制的机载光学整流罩及扫描反射镜光学系统达到了设计要求。     

单探测器快速扫描被动太赫兹人体成像系统

报道了一种单探测器快速扫描准光学被动太赫兹人体成像系统,并设计了成像分辨率测试卡。该成像系统的光路由反射式准光学器件构成。被检测人员自身辐射的太赫兹波通过成像系统的透波窗口进入设备,依次经过摆动反射镜、旋转反射镜、聚焦反射镜和固定反射镜后到达太赫兹探测器。该成像系统仅用一个太赫兹探测器,配合由旋转反射镜和摆动反射镜组成的扫描机构,就可在2.5 s的时间内完成对一个距离设备1.5 m处0.65 m×1.9 m区域的完整成像,成像线分辨率达到2 cm。该成像系统不仅可有效显示金属、液体、陶瓷和粉末等材料的可疑危险物品的轮廓,还可对太赫兹图像上显示出的携带物品进行自动标记。     

高速电影摄影机的一种新装置——反射镜快速扫描跟踪器

本文介绍了一种单反射镜快速扫描跟踪系统,它是一种通用跟踪系统,可以同时配备一台高速摄影机、一台跟踪测量电视(或彩色录相机)。跟踪方式有三种:计算机内引导;单杆半自动;电视自动跟踪。本文论述了固定式摄影系统的局限性和反射镜快速扫描跟踪的优点。文中还给出了几种反射镜跟踪方案,以供读者参考。     

直角棱镜扫描器分析

用旋转直角棱镜系统可以同时替代传统f—θ透镜系统和旋转多面体反射镜两个光学部件,实现高精度的光束恒速扫描。本文对此旋转直角棱镜系统进行了较为全面的分析,主要包括原理分析,线性系数k值的确定,参数误差的影响等,并且给出了一些计算结果。     

二维扫描反射镜的鲁棒脉冲-峰值控制应用研究

针对二维扫描反射镜控制时可能遇到的脉冲干扰问题,以及设备制造时误差带来的参数不确定性,结合鲁棒脉冲-峰值理论提出了一种计算脉冲响应保守界,并设计了一个状态反馈控制器。通过理论建模得到二维扫描反射镜方位电机伺服控制模型,引入参数不确定性后,对该模型采用LMI优化求得控制器参数及峰值响应保守界。经过仿真验证,该方法相对于普通的PID控制方法减少了20%的峰值响应和50%的恢复时间,对于二维扫描反射镜脉冲干扰具有较好的抑制效果。     

高光谱成像激光雷达扫描镜的分析与设计

扫描镜是高光谱成像激光雷达的重要组成部件,因此,分析了多面体转镜扫描、振镜扫描、圆锥扫描三种扫描方式,推导了不同扫描方式的轨迹,并结合飞机航迹得到发射激光扫描轨迹与扫描方式的关系。在此基础上,设计了一种用于高光谱成像激光雷达系统的圆锥扫描方式。实验结果表明,在飞行高度为500 m、激光脉冲重复频率为130 kHz、激光发散角为0.3 mrad时,该方式满足视场角等于30°、两个相邻脉冲夹角小于1 mrad的要求。相比其他扫描方式,圆锥扫描可提高激光雷达光斑脚点的密度,为数据的有效采集和地物的精准分类提供了帮助。     

航空光电侦察平台内藏式扫描系统像旋分析及补偿

为了解决传统光电侦察平台外露球形结构增大飞机雷达散射截面的问题,提出一种采取双反射镜绕俯仰轴和方位轴旋转实现大角度扫描的方法,该扫描方式的外露尺寸小,可与载机进行共形设计以保证飞机隐身性能。基于光反射矢量理论,对扫描系统成像特性进行了研究,对双反射镜绕俯仰轴和方位轴旋转所产生的像旋进行了定量分析,得出了像旋角大小和方向与双反射镜旋转角度和方向的确切关系,并以此作为像旋补偿的理论依据,提出一种通过控制消旋棱镜消除像旋的双向控制方法,实现扫描镜与消旋机构的严格协同运动。通过成像实验进行了验证,消除了所产生的像旋,计算可得消旋精度均方根值小于8′,实现了较高精度光学消像旋。     

内埋式光电搜索瞄准指示系统的广域扫描控制技术

研制了一款适用于隐身机载平台的内埋式光电搜索瞄准指示系统,该系统具备广域侦察、凝视监视、激光测距、激光照射等功能。推导并验证了地理稳定结合快调反射镜光学像移补偿的广域扫描控制技术,基于样机在实验室和外场开展算法验证。试验结果表明,该系统在成像清晰前提下实现了二维无缝广域扫描搜索功能,能够对扫描视频图像进行实时拼接和显示,满足信息化战争对目标侦察、监视和指示的功能要求。     

飞秒激光倒锥微孔加工的反射式扫描装置设计

基于道威棱镜扫描原理,设计了由高速旋转电机驱动三片K字形排布反射镜组成的反射式扫描装置,并分析了扫描钻孔准确度.结果表明:该扫描装置可用于飞秒激光高准确度环切钻孔系统,钻孔准确度不受光束质量影响,钻孔扫描速度二倍于电机转速且钻孔效率高、兼容多光谱波段;与道威棱镜系统相比,该系统装调准确度要求低,能避免透射系统中色散引起的飞秒激光脉宽展宽现象.测试结果显示该装置可以实现直径0.05~0.2mm、加工准确度小于±2μm倒锥孔的高效率加工.     

鼓轮型反射镜补偿式高速分幅摄影机的设计计算

鼓轮型反射镜补偿式高速分幅摄影机是一种底片由高速旋转的鼓轮带动,用一个多面体反射镜补偿器来补偿底片运动(又起快门作用)的高速摄影机。这种摄影机用于测量动态事件过程的时间一空间关系,对于要求拍摄频率达每秒钟数万幅,画幅曝光时间很短(例如从不到一个微秒至几十个微秒),又希望有足够长总记录时间。     

45°扫描反射镜的静平衡和动平衡设计

从理论力学的原理出发,用数学分析的方法,比较严格地计算了45°扫描反射镜的质量、质心和转动惯量,计算了电机起动功率,进行了静平衡和动平衡设计。效果较好。 关键词：     

固定夹角反射镜扫描化学激光器小信号增益测量装置

 推导了一种新型1维快速扫描组件——固定夹角反射镜的原理,计算出了其对应于典型扫描距离10 cm和6 cm时的优化参数。并以此扫描组件为基础设计组装了化学激光器小信号增益系数1维快速扫描测量装置,该装置尺寸较小,使用比较方便,可以满足连续波DF/HF化学激光性能研究的需要,且对其扫描组件进行相应的改进,也可用于气动CO₂激光器和COIL小信号增益系数的研究。     

正棱柱体旋转反射镜和F—θ透镜光学扫描系统的设计考虑

在激光记录中,现在很大一部分应用正棱柱体旋转反射镜和F—θ透镜的光学扫描系统,如激光束图象记录仪,计算机缩微存储器,激光电子分色机,计算机激光打印机的激光头等。     

球面和柱面反射镜的象散及转镜扫描相机中柱面负透镜的计算

在转镜扫描相机中,对高速旋转的转镜的面形质量,提出了较高的要求。由于离心力所造成的转镜面形的变化,使相机在成象光路中产生了象散,从而降低了图象的分辨率。高速旋转中的平面反射镜,其镜面形变量是可以通过计算求得,也可以用特定的装置测定。