舰载激光武器稳定平台粗精复合控制

为了实现舰载激光武器在复杂作战环境中对目标的精确毁伤,提出一种基于快速反射镜的粗精复合稳定平台,用以控制激光光束的稳定精度。首先,介绍了系统组成及工作原理,设计了压电陶瓷驱动的全柔性精级快速反射镜,并且分析了该快速反射镜的性能特点。然后,设计了粗精复合控制系统,在此基础上探讨了粗精复合稳定平台各组成单元之间的相互影响因素。最后,通过理论计算推导了粗精复合控制系统的误差传递函数,并搭建了实验平台,进行了稳定精度测试实验。实验结果表明:在四级海况摇摆扰动条件下,相较于传统粗级稳定平台,方位复合平台的稳定精度从191.6 μrad提高到6.7 μrad,提高了约27.6倍,俯仰复合平台的稳定精度从121.3 μrad提高到4.9 μrad,提高了约23.8倍;在各种外界摇摆扰动下,粗精复合平台对激光光束的稳定控制精度均≤10 μrad。满足了舰载激光武器平台对激光光束高精度稳定控制的作战需求。     

球面壳体上平面光学窗口设计方法

介绍光电系统中球形壳体上光学窗口的设计方法。以红外窗口为例,对常规平面设计方法和UG实体模型方法进行对比。前者采用试凑的方法,后者利用UG实体建模和空间几何转换的方法,得到了光学窗口的正确尺寸和位置,较前者具有直观和理论性强的特点。根据窗口的光学特性和工程实际,确定了窗口的安装固定方式。     

舰载光电系统的环境适应性设计

为了提高舰载光电系统的环境适应性,在分析舰船环境对光电系统影响和危害的基础上,开展环境适应性设计的研究,提出对各组成设备进行加固优化与隔离防护,从材料选用、光学系统设计、结构设计和三防工艺技术等方面,给出了提高抗腐蚀性能、耐温度变化、抗冲振能力具体的设计方法和解决措施。产品试验和使用效果表明:采用耐蚀材料、结构优化和三防措施改善了设备的防护能力;采用复合材料隔热罩最大降低了太阳辐射附加温升8.1 ℃,改善了光电传感器的工作环境;采用机械被动补偿措施使在-40 ℃～+60 ℃温度范围内最大弥散斑均方差半径小于探测器像元间距,保证了红外热像仪的成像质量;方位轴系加装推力轴承提高了径向刚度25.9%,实现了冲振条件下系统稳定工作。     

富镓GanAs团簇稳定性及缺陷特性的密度泛函理论研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理对富镓中性Gan As(n=1~9)团簇的稳定性及缺陷特性进行了研究.结果表明,随着总原子数的增大,各基态团簇结合能的二阶差分值和团簇能隙差均呈奇偶交替变化规律,总原子数为奇数的团簇比总原子数为偶数的团簇稳定;部分团簇的能隙差小于砷化镓材料的禁带宽度,为砷化镓材料缺陷的研究提供了帮助,其中GaAs团簇缺陷中的VAs VGa缺陷导致能带中的Γ点处的带隙宽度减小,其最低施主缺陷能级位于导带底以下0.39eV,该值接近于EL6缺陷能级的实验值;团簇各基态结构的振动频率均在THz频段,从而为砷化镓材料的THz波辐射和缺陷的THz波检测提供了依据.     

MEMS光开关阵列的设计与应用

针对如何缩短防空导弹系统反应时间的问题,设计了一种MEMS(micro electro mechanical system,微机电系统)光开关阵列,用于控制防空导弹系统各分系统模块之间的信号传输。该光开关阵列由8组双层静电梳齿结构的光开关组成,每组光开关均控制一个防空导弹系统子模块的通断。根据拉格朗日 麦克斯韦方程,建立系统的机电动力学模型,确定质量、弹性系数、电容、气膜阻尼等主要参数。仿真结果表明:MEMS光开关的响应时间为0.627 ms,稳态位移为4.724 m,最大位移为6.801 m,将相同阶段的反应时间缩短为原先的1/4。由此可以得出结论:MEMS光开关阵列不仅缩短了防空导弹系统的反应时间,而且保证了系统的稳定性。     

车载光电系统跟踪精度的分析与提高

为提高车载光电系统作战性能,对系统跟踪精度的影响因素与误差源进行分析。进而根据误差的产生条件,对其进行分类与合成,推导出系统误差与随机误差的计算公式。并以某一光电系统为例分析计算,最后提出跟踪精度提高与补偿的方法。结果表明,该光电系统的方位系统误差为0.325 mrad,俯仰系统误差为0.283 mrad,随机误差为0.276 mrad,均小于0.5 mrad,满足技术指标要求。     

某光电装置光轴一致性改进分析

某传感器侧挂结构形式的光电装置光轴一致性指标超差。通过对光电装置的光具座、传感器罩等相关零件的结构进行分析,对光具座、传感器罩的相互配合面和光具座的传感器安装面的平面度进行改进设计,提高精度,并适当增加其壁厚;着重对改进前后的光具座进行了模态分析。通过搭建试验装置对改进后的光电装置进行试验测试,对试验测试数据进行分析。试验结果表明,改进措施对提高光电装置光轴一致性有效。