外场多光轴平行性测试的光学系统设计

针对外场条件下因大气环境影响导致多光轴平行性误差的问题,设计了一种可见光、1.06μm激光及812μm的长波红外多光轴平行性测试的光学系统,系统采用卡塞格林系统为共光路并以可见光为基准光轴.卡塞格林系统的主次镜均采用双曲面校正球差及慧差,添加校正透镜减小了轴外像差.设计结果表明,该光学系统成像质量达到了衍射极限,在大气...     

基于长焦距、大口径反射式光学系统成像的工艺技术研究

文中以焦距4 000 mm、口径Φ400 mm的反射式平行光管精密调试、检测工艺方法为研究对象。作为某光学系统的检测与标定基准, 该平行光管在成像质量、分辨率、出射光束平行性等关键指标都有极高的要求,重点从主镜微应力粘接、主次镜光学间隔精确调节、主次镜光轴一致性调节和分划板位置精确标定等关键工艺环节入手进行了深入研究,并利用自准直法进行了精密调试、检测。最终得到的平行光管系统分辨率≤0.8″,出射光束平行差≤3″,星点能量集中,无明显像差,十字分划板竖刻线与安装基准铅垂,综合性能指标达到设计要求。     

压制观瞄系统多光谱光轴平行性调校技术研究

鉴于压制观瞄系统光轴平行性是实现精确压制的一项指标,其特殊性在于保证回转机械轴、可见光轴、激光光轴的平行性,提出一种采用双光楔对压制观瞄系统光轴进行调校的方法, 通过转动双光楔,使光轴发生偏转,从而完成各光轴的平行。通过分析压制观瞄系统的结构,重点介绍了双光楔调校的原理与方法,并建立数学模型。采用Matlab对数学模型进行仿真,基于该调校原理搭建实验装置进行试验,试验结果表明,采用双光楔进行光轴调校方法可使三轴调校后的平行度误差不超过0.1 mrad。     

基于二维振镜的多光谱集成靶标设计及应用

为了提高基于二维振镜光轴平行性检测方法的检测精度,简化测量操作步骤,设计了一种基于二维振镜扫描系统的多光谱集成靶标。通过多光谱集成靶板与LED照明光源结合,解决一靶专用中需要频繁更换、反复调校靶板及光源的问题。利用二维振镜进行十字分划中心对准,提高CCD检测方法的测量精度;采用像差优化的卡塞格林准直系统,改善十字分划成像质量。通过光轴平行性检测实验,多光谱集成靶标校准精度达到了0.10 mard,该精度满足多光谱光电系统光轴平行性高精度和自动化检测的要求。     

卡塞格林系统光学装调技术研究

介绍卡塞格林系统非球面主镜使用三坐标测量仪进行定心装调的方案。系统的主镜口径为300 mm,需要使用结构胶进行胶结固定,选用微应力粘接方法,将胶层粘接应力与热应力变形控制在极小的范围内。利用ZYGO干涉仪获得光学系统的波前信息,将测得的波相差转化为初级像差,根据光学系统失调量与像差的关系对卡塞格林系统进行计算机辅助装调。调试后,系统的RMS值达到0.10,分辨率达到1以内,检测结果表明:该系统的成像质量接近理论衍射分辨率,该方案可以实现快速定心,并且能够满足计算机辅助装调对定心精度的要求。     

抛物面镜调校双波段光学系统光轴的误差分析

通常采用离轴抛物面镜来对双波段成像光学系统的光轴进行校准以便实现两个成像系统的像素级图像融合,但抛物面镜和点光源安装时所产生的误差会影响两个光轴的校准精度。根据几何关系及光学成像原理,推导了离轴抛物面镜对焦点附近点光源的成像公式,在此基础上分析了抛物面镜和点光源的安装误差对双波段成像光学系统光轴校正造成的影响。根据推导的误差分析公式可将可见光通道和红外通道双波段光轴的平行性误差控制在1个像素以内。     

多光轴光学系统光轴间平行性检测仪的研制

结合实际需要设计了一种精度高、便携性好,用于检测多光轴光学系统光轴间平行性的检测仪器。该仪器能够实现可见、红外与激光不同谱段任意两个光学成像系统间的光轴平行性检测。与同类其他仪器比较,该仪器的特点是光学系统结构均采用全反射设计,避免使用红外光学玻璃,在设计中减小和去除了影响仪器精度的一些因素,例如:去除了平面镜2个表面楔角的影响。仪器的主体采用完全对称的结构和积木式的组装方式,保证了仪器经温度循环实验和振动试验后检测精度优于5,满足使用要求。     

抛物面镜调校双波段光学系统光轴的误差分析

通常采用离轴抛物面镜来对双波段成像光学系统的光轴进行校准以便实现两个成像系统的像素级图像融合,但抛物面镜和点光源安装时所产生的误差会影响两个光轴的校准精度。根据几何关系及光学成像原理,推导了离轴抛物面镜对焦点附近点光源的成像公式,在此基础上分析了抛物面镜和点光源的安装误差对双波段成像光学系统光轴校正造成的影响。根据推导的误差分析公式可将可见光通道和红外通道双波段光轴的平行性误差控制在1个像素以内。     

大相对口径轻量化卡塞格林系统主镜的加工检验

介绍了卡塞格林系统的焦距为6000 mm,系统的相对口径为1/10,主镜的口径为600 mm,主镜相对口径为1/1.2,主镜的材料是微晶玻璃,背面打有盲孔,质量为原来的50%.由于主镜的相对口径比较大,而且经过轻量化,因此加工难度比较大,在加工过程中在传统方法的基础上对工艺加以改进,采用三点扩九点的支撑方法和四点夹持的方法,最终将主镜加工到了很高的精度.主次镜组合系统的弥散圆直径小于0.02 mm,用干涉仪检验卡塞格林系统主镜的峰值(PV)为1.23λ,均方根(RMS)为0.18λ.     

光电跟踪仪光轴平行性要求分析和误差分配

光电跟踪仪光轴平行性要求与跟踪瞄准精度、激光测距传感器照射激光光束发散角、激光回波接收系统探测视场有关,尤其是对于小目标,还与激光测距作用距离和探测概率有关。从光电跟踪仪激光测距原理和指标要求出发,分析照射光束能量分布特点,考虑温度、振动等环境因素和变调焦引起的光轴稳定性误差,提出了光电跟踪仪光轴平行性要求的计算方法。同时根据工程实践考虑光电传感器原位更换和现场标校的维修性,建立了光轴平行性误差分配模型,讨论了各随机误差项、各标校残余误差项的一般控制要求和估计方法,为光电跟踪仪设计分析、制造工艺、维修性改进提供参考。     

排种器性能检测中摄像机系统的标定方法

通过对排种器性能检测的特点分析 ,提出了由单摄像机和平面镜组成的摄像系统标定方法。建立了该系统的数学模型 ,并给出了一种基于该模型的摄像系统标定方法。该系统的特点是组成简单 ,仅用单摄像机和一个平面镜就能检测多目标的运动规律 ,提高了机器的运算速度。试验表明 :这种方法是快速而有效的 ,与现有的其它方法相比能更好地处理目标的重叠和短暂消失等情况。     

扫描镜的研制工艺与检测

用于卫星探测等仪器中的扫描镜，形状一般为三面或四面镜，技术要求很高，因此，加工工具和方法也需要相应的改进。粗加工时主要控制面与面的角度和对称尺寸；精抛时即要注意面形，又要控制面与面的角度与塔差。加工过程中检查面形主要用平面干涉仪，检查面间夹角和塔差使用两个光轴互相垂直的平面仪，加工结果，四反射面扫描镜最佳面间夹角误差优于１″，塔差和平行度以及面形均达到技术要求。     

多通道心磁系统标定方法研究

在多通道超导量子干涉器件（SQUID）磁探测系统中,磁场电压转换系数（∂ B/∂ V）是系统的一个重要参数由于SQUID器件和读出电路之间不可避免地存在差异性因此对传感器系统进行系统标定（每个通道的单独标定）显得十分重要本文采用（PCB） 板印制圆形线圈对36通道心磁系统进行标定,并与传统的亥姆霍兹方形线圈产生均匀场的标定方法进行比较结果显示PCB圆形线圈的标定结果 在1.46–1.73 pT·mV^-1 之间,亥姆霍兹方形线圈标定的结果大都在1.56–1.64 pT·mV^-1之间,结果基本一致. 关键词： 超导量子干涉器件 磁探测 磁场-电压转换系数 系统标定     

软x射线平面镜不同掠射角下的反射率标定

报道了平面反射镜在不同掠射角下的反射率标定实验.实验利用北京同步辐射装置(BSRF)-3W1B束线及反射率计靶室，在束流强度40—120 mA、贮存环电子能量2 GeV专用光运行模式下，在50—1500 eV能区，做了四种材料平面镜在不同掠射角下的反射率标定.标定过程用高灵敏度无死层的硅光二极管代替x射线二极管作探测器，使输出信号提高2—3个数量级.最终给出C，Si，Ni和Au四种材料平面镜在1°—7°掠射角下的反射率标定曲线，并把实验数据与理论计算值进行了比对和分析. 关键词： 同步辐射 平面镜 反射率 标定     

变形镜驱动器参数自动标定系统的设计

变形镜驱动器各通道的offset参数和gain参数直接影响到变形镜驱动器输出电压的精度,采用人工方式对其进行标定,不仅效率低,费时费力,而且参数的一致性也无法得到保证。为此,首先设计了AD采集器,其内部仅含一片24bit的高精度AD采集芯片,其并行的16端子输入接口通过继电器与采集芯片相连,内含的微处理器负责完成输入通道切换、采集时序控制和采集数据上传等功能;同时,还设计了上位机应用程序,实现了对变形镜驱动器以及AD采集器通信链路检查、标定过程控制参数设置、采集通道切换以及数据处理等相关操作命令和状态数据的收发,使得变形镜驱动器、AD采集器和上位机组成一套驱动器参数自动标定系统。结果表明,该系统不仅使得一套变形镜驱动器参数标定时间由原来的两个工作日缩短到2小时左右,而且提高了参数标定精度和一致性,其96通道零电压的最大误差由18.2mV降为13.5mV,均方差由原来的6.2mV降低为4.3mV,其输出最高电压120.000V的最大误差由23.4mV降为17.5mV,均方差由原来的10.1mV降低为8.3mV。     

同步辐射标定平面镜反射率不确定度分析方法研究

为了提高多通道软X射线能谱仪的测量精度,2009年在北京同步辐射(BSRF)软X束线源上对多种材料的掠入射平面镜的反射率进行了标定.在标定实验的基础上,对光源的单色性、高次谐波以及源强稳定性、探测器响应一致性和数据采集统计误差等多项不确定因素进行了评估,给出了反射率的修正方法和相应的不确定度分析结果.     

标校经纬仪航向标定修正方法

为了准确有效地完成经纬仪航向标定,本文根据标校经纬仪坞内航向标校原理,分析了各单项误差对航向标定的影响,建立了照准差和定向误差同时影响下的航向标定修正模型,给出了具体的修正方法。实验及检测结果表明,用正倒镜法测得的定向误差数值等于定向误差与照准差的差值。文章验证了修正方法的正确性和有效性,规范了坞内航向标定方法,为测量船完成测量任务奠定了基础。