大量程高精度非球面光学元件检测平台设计

针对目前高精度,大量程的非球面检测需求,综合考虑各部件对平台精度的影响,完成了对平台的机械系统,探测系统和运动控制系统的设计.该非球面光学元件检测平台采用花岗岩框架结构,以增加整体结构的刚度,减小自身热变形引起的几何误差.系统的探测系统采用了接触/非接触式双重测量的检测方法,既提高了测量的速度,又增加了测量数据的可靠性.运动控制系统则采用运动控制卡+伺服电机的三轴联动的开放式运动控制方式,满足了高精度非球面光学元件的检测需要.     

基于蓝光DVD光学读取头的非接触式探头

为解决微小器件的高精度、高分辨率的测量问题,文章研制了一台基于蓝光DVD光学读取头的非接触式探头,实现了对微小尺寸的三维高精度测量。该探头的设计是对市售的蓝光DVD光学读取头的改进,改装后使用数值孔径为0.85的聚焦透镜。蓝光DVD光学读取头发出波长405nm的蓝光扫描被测量器件,减小了聚焦弥散斑直径,提高了探头的分辨率。对组装好的探头进行了测试,实验结果证实,该探头的分辨率优于1nm,对阶高为2μm的标准器件重复测量的标准差为21nm。     

空间红外相机高精度低温光学扫描技术研究

为了解决空间红外相机低温光学系统中的高精度像方扫描问题,研究了基于压电双晶片驱动器的低温扫描技术。分析了低温光学系统的辐射特性。根据该驱动器的运动特点,设计了与之相匹配的扫描运动机构,并在低温下测试了其扫描性能。实验结果表明,在120 K低温下,该扫描系统的扫描幅度能够达到1.2°,扫描精度达到80μrad,基本能够满足低轨红外扫描相机的应用要求。     

光学相控阵扫描激光电视的设计

阐述了光学相控阵扫描激光电视的设计 ,系统采用光学相控阵扫描技术 ,可以提高扫描速度和装置的稳定性 ,扫描为直线 ,不须进行扫描轨迹的矫正 .最后通过计算机模拟计算 ,得出扫描点的对比度曲线以及相控阵调制单元上所加的补偿电压 .     

基于双波长集成半导体激光器的DVD光学头

提出了一种基于双波半导体激光器的DVD光学头方案，双波长半导体激光器能发射两个波长的激光，650nm的光束用来读取DVD，780nm的光束用来读取CD和CD－R／RW，讨论了设计中光轴的校正和伺服信号提取等关键问题，试验结果显示该方案是可行的。     

共焦扫描显微成像系统的非相干光学传递函数

共焦扫描光学显微（ＣＳＯＭ）系统有透射式和反射式、相干光和非相干光荧光等类型。ＣＳＯＭ 系统的平面分辨率和纵深分辨率依赖于放置在光电探测器前面的空间滤波器的孔径大小。根据不同孔径计算反射式荧光ＣＳＯＭ 系统的非相干光学传递函数,并进一步说明反射式荧光ＣＳＯＭ系统的成像特性对孔径的依赖关系     

一种光纤组量程扩增的激光频率扫描干涉绝对测距系统

为解决激光频率扫描干涉(FSI)测距系统随着目标距离增大测量精度下降的问题,提出了一种利用光纤组量程扩增技术实现大尺寸绝对测距的精度补偿方法。采用参考光路光程可变递增的方法,建立了光纤组量程扩增的激光频率扫描干涉绝对测距系统,通过FSI原理实现了量程扩增部分光程差的自标定。对应不同测量目标,通过粗测和精确测量,实现了系统原点自标定、光纤通道切换和目标值的精确测量。实验结果表明,在测量距离大于3 000mm后,光纤组量程扩增测距系统具有更高的绝对距离测量重复精度,在6 700mm目标位置的绝对距离重复精度比FSI测距系统的重复精度提高了2.4μm,并且在大尺寸测量方面更具有一定的优势。     

近场扫描光学显微镜中光纤探针的成象原理与设计

介绍了新近发展的近场扫描光学显微镜系统中光纤探针的成象原理和作用,并从光纤探针的结构、截止频率的估算和耦合效率等方面对影响探针中成象信号传输的几个设计因素进行了理论探讨。     

利用光束波前畸变扫描研究介质的非线性光学性质

利用光束波前畸变扫描来研究材料的非线性光学性质是近来提出的一种简便有效的方法，着重讨论了在检测中材料的非线性因素所产生的影响，特别是样品的吸收机制对检测带来的限制，并提出非线性吸收效应所产生的光束畸变过程，以及这一现象的机制及测量吸收与非线性折射率的过程     

“实现大量程自由曲面的高精度测量方法”获国家发明专利

由南通大学机械工程学院邱自学、袁江、姚兴田、吴朝阳等共同完成的“实现大量程自由曲面的高精度测量方法”，近期获得国家知识产权局颁发的发明专利证书。     

基于CD/DVD光头的多层光存储系统

基于双光子吸收三维光存储技术和现有CD／DVD的高精度聚焦、循道伺服控制技术,搭建了一套与CD／DVD相兼容的信息存储系统．该系统通过DA输出选层信号控制音圈电机,实现多层读写．详细介绍了系统的工作原理．系统分为伺服和读写两个模块,伺服模块在跟踪光盘转动误差过程中提取光头的聚焦、循道伺服信号,同时为读写模块光头提供聚焦、循道激励信号．对双光头同步误差进行了测试,测试结果表明双光头激励信号具有一定的同步误差,基本符合系统正常运行时双光头同步误差的要求．     

一种基于无线传感器网络的AGV精确定位方法

文章对AGV的定位方法及无线传感器网络进行了研究,在分析了传统AGV定位方法不足的情况下,提出了一种利用无线传感网络技术对AGV进行精确定位的方法.该方法首先利用基于到达时间差(TDOA)的定位算法计算锚节点与盲节点之间的距离,之后利用最大似然估计算法计算盲节点的坐标.提出一种时间参数补偿的方法来消除TDOA测量中的误差.构建了一种新的AGV定位模型来求取AGV的坐标及姿态.实验结果表明该方法有效的提高了系统的抗干扰性能,能够实现较高的定位精度,定位精度在10 cm以内.     

基于手机加速度传感器的高精低采样计步算法设计

针对传统的计步算法在计步准确度和算法复杂度上难以达到良好平衡的问题,提出了一种双算法计步模型:辅助计步算法采用信号幅值分析的方法,避免了传统的幅值检测或过零检测过程带来的误差问题;主体计步算法借助于阈值校正因子,在保证较高计步精度的同时,降低了算法的复杂度。计步模型的运算过程与手机摆放位置无关,并且能够很好地适应不同用户的步态习惯。实验结果表明,即使在低频率(10Hz)采样时,其平均计步准确度也可以达到90%以上。     

基于AD7718的高精度微弱信号测试系统

介绍了一种基于AD7718的高精度、小型化微弱信号测试终端．在分析系统整体架构的基础上，详细讲述数据采集模块部分硬件设计要点；提供了系统终端的软件设计流程．开发了基于Windows98／2000／xp平台的上位机系统，由其测量微弱信号测试系统终端电信号．最后，结合项目实际要求，详述了系统抗干扰方面的设计要点，指出了一些特殊的抗干扰措施．系统测试精度达到0．0017％．     

基于蓝牙技术的远程家居智能监控系统

介绍了基于蓝牙技术的远程家居智能监控系统．该系统将蓝牙通信技术与有线电话和互联网融为一体，组成家庭智能监控网．文章介绍了系统的硬件结构、软件设计和数据融合方法．     

基于提升小波的轧辊偏心信号提取及自适应控制

由于基于频域的经典小波变换运算时间较长,不能很好地满足轧辊偏心信号在线实时控制的要求,提出了用提升结构小波变换对偏心信号进行不同分辨率下分解处理的新方法.通过对轧制力信号和厚差信号的分析,利用提升和对偶提升原理将偏心信号从干扰信号和噪声信号中提取出来并通过参数自校正控制实现对轧辊偏心的在线动态控制.仿真结果表明,该方法获得了比较理想的效果,并且在同样数据长度下,提升小波变换运算速度比经典小波变换至少提高1倍以上.     

Friction compensation design based on state observer and adaptive law for high-accuracy positioning system

Friction is one of the main factors that affect the positioning accuracy of motion system. Friction compensation based on friction model is usually adopted to eliminate the nonlinear effect of friction. This paper presents a proportional-plus-derivative (PD) feedback controller with a friction compensator based on LuGre friction model. We also design a state observer to observe the unknown state of LuGre friction model, and adopt a parameter adaptive law and off-line approximation to estimate the parameters of LuGre friction model. Comparative experiments are carried out among our proposed controller, PD controller with friction compensation based on classical friction model, and PD controller without friction compensation. Experimental results demonstrate that our proposed controller can achieve better performance, especially higher positioning accuracy.     

光子扫描隧道显微镜探测场的理论研究

对光子扫描隧道显微镜探测场进行了理论研究，由于在实际探测时支承样品的玻璃与样品间的折射率是不同的，计入支承样品玻璃影响，得出了比较符合实际的探测场理论计算公式。     

高精度位置检测及定位技术研究

介绍了利用差动摩尔技术进行高精密位置检测的理论基础及其自动定位系统的实现 .差动摩尔信号将反映位移变化的光强值有效地放大 1倍 ,极大地提高了位置检测信号的灵敏度 .工控机根据检测到的差动摩尔信号不断地发出控制脉冲 ,采用步进电机驱动工作台到达± 0 5 μm的定位精度 ,并使位置偏差始终控制在此精度范围内 .给出了系统构造和整个定位过程的实验曲线 ,结果说明差动摩尔技术是一种有前途的新型定位方法