美国国家标准与技术研究所开发能够测试光学成像传感器的新方法

利用遥感仪器探测气候变化,提供安全和防御所需的最新监视图像,或者发挥医用成像仪的最大功效,都需要很好地了解传感器的性能。正在研制这些仪器的科学家及工程师所面临的挑战之一是如何有效地评价它们的性能。为了解决这个问题,美国国家标准与技术研究所的研究人员正在研制一种     

小型反射镜周边支撑技术

从满足空间光学遥感器反射镜在复杂的工况下综合面形误差要求的角度出发,介绍了小型凸非球面反射镜材料及支撑方式的选择;根据反射镜的定位原理进行反射镜支撑结构的设计;采用CAD/CAE工程分析软件从支撑结构的材料及支撑方式进行分析和优化,设计一种有效的反射镜周边支撑结构,使反射镜面形误差变化量PV值小于λ/10,RMS值小于λ/50（λ=632.8 nm）。最后,测试反射镜在力学环境试验前后的面形变化,证明该结构满足设计要求。     

基于能动分块反射镜的七路激光阵列倾斜校正与相干合成实验研究

提出了一种基于能动分块反射镜(ASM)的激光阵列相位控制新方法,用以解决激光主振荡功率放大(MOPA)器相干合成技术中的空间光束倾斜校准与输出端相位调制两大关键问题。介绍了7单元能动分块反射镜实现空间光调制的原理,并采用该器件成功验证了7路光束合成的方案。实验采用六棱反射锥进行光束合成,并采用两套控制回路分别实现了倾斜与平移校正,获得了小于25μrad和λ/10的校正精度。闭环后,获得了主瓣占总功率31.73%的高质量相干耦合激光输出。     

奇异值方法在大口径反射镜面形分析中的应用

为了更好地分析大口径反射镜的面形,引入奇异值方法来分析系统的重力印透造成的大尺度起伏以及由磨削加工、测量噪声等因素造成的中高频误差。首先对奇异值分解的基本方法以及在反射镜表面评价中的具体应用方法进行了研究;之后利用数值仿真,验证了奇异值分解应用在反射镜表面分析中的可行性;最后,将提出的方法应用在实际的反射镜镜面评价之中,得到系统去除高频误差后的结果。所提出的方法对于低信噪比的大口径反射系统面形评价有较好的指导作用。     

微反射镜阵列在光束整形中的应用

在激光的实际应用中,需要利用光束整形技术将激光器的输出光束调制为期望的光强分布。微机电系统的发展为光束整形提供了一种解决方案。采用微反射镜阵列,实现了激光光束的整形。基于随机化的思想提出了相应的算法,分析了算法在不同单元数目和不同噪声水平下的表现,为实际应用提供了有价值的参考依据。最后,建立了实际的光路模型,进行了光线追迹,给出单模高斯光束以及考虑噪声情况下的仿真结果。分析结果表明,使用微反射镜阵列可以有效地实现不同输入下的激光光束整形,并且具有极大的灵活性,为光束整形提供了一种新的手段。     

紫外激光双波段高反射镜的研制

通过非线性光学频率变换的方式,1 064 nm YAG激光可获得355 nm、266 nm波长的激光。在此系统中工作的反射镜必须同时满足两个波段的高反射。根据薄膜设计理论选择合适的镀膜材料,采用电子束离子辅助沉积工艺,经过参数优化和反复试验,在石英基片上制备了355 nm反射率为97.9%,266 nm反射率为96.8%的双波段反射镜,且在紫外波段355 nm的激光损伤阈值为1.76J/cm2,266 nm为1.12 J/cm2。测试结果表明,此反射镜的各项性能满足使用要求。     

有机发光装置：效率研究

微腔在有机发光装置（OLED）输出中发挥的作用现已得到详细研究。来自美国佛罗里达大学和日本山形大学的ChaoyuXiang与同事们研究了磷光绿、红色和蓝色微腔有机发光装置（OLED）的效率和光谱特性。他们的结论是这类装置的光输出受其半透明电极的反射性及其与有机材料的电致发光之间的光谱匹配性的强烈影响。他们通过镀有铟锡氧化物的分布式布拉格反射镜（由两个分离叠层的氧化钛和二氧化硅交替层构成）来制备装置电极。经优化的绿色微腔装置其光效值高达224cd／A,而蓝色装置与红色装置获得的光效值较小。     

玻璃陶瓷制造无畸变反射镜

Zerodur是一种无孔的无机玻璃陶瓷，主要化学成分为锂、铝和硅，在0～50℃的热膨胀系数几乎为0。美国国家航空航天局和德国航空宇航中心合资的平流层红外线天文观测台就使用了这种材料制作的主镜，直径2．7m，厚0．35m，大大提升了观察星体、星云，和星系的精度。Zerodur还用于了几个世界最大的望远镜上，例如Chile，Keck。但要用于机载望远镜还需进一步减小重量。     

一种新结构的硅基无源环形波导式谐振腔

提出了一种新结构的光学环形谐振腔。该谐振腔由四根直波导和四个拐弯角处集成的全反射镜围成一个方形环构成，这种结构免去了以前的波导式环形谐振腔中必需包含的弯曲波导。设计了谐振腔的输入和输出结构，并通过计算机辅助设计软件对该设计进行了优化。