Study of the bend oriented liquid crystal phase grating

A bend oriented liquid crystal phase grating is presented in this paper. The diffraction efficiency and the response time are studied and compared with the same parameters parallel oriented liquid crystal phase grating. The result shows that the bend oriented liquid crystal phase grating behaves a higher diffraction efficiency than the comparative parallel oriented ones and 20 times shorter in response time.     

纳米级光栅容栅融合测量系统研究

利用容栅测量系统中激励信号源的设计技术,产生一组多相输出的调制信号源,作为光栅测量系统的多相线阵光源激励信号,发出的多相调制光信号,再经过标尺光栅调制后,由光电转换元件接收并获得一个复合的电信号.该信号经处理电路后,可获得一个频率与激励信号源的基波频率相等的电信号,检测这两个信号间的相位差的变化,可得到标尺光栅的移动距离x.将容栅和光栅测量技术有机地结合,并通过提高相位检测电路的细分数和减小线阵光源的点距,可达到亚微米或纳米级的测量分辨力.     

演化算法求解光纤光栅反问题的研究进展

对演化算法求解光纤光栅反问题的研究进行了综述。光纤光栅的反问题即从给定的光纤光栅反射谱（或透射谱）,重构得到光栅的长度、周期、折射率调制深度等参数,以及应力、温度分布等,是在传感和通讯领域都会遇到的一类重要问题。演化算法由于具有计算简单、普适性强、潜在的并行性等优点,近年来被广泛用于求解光纤光栅的反问题,其中主要有遗传算法、模拟退火算法、粒子群优化算法等。文章分析了演化算法求解光纤光栅反问题的优势和不足,并对其研究前景进行了展望。     

基于Labview的单色仪串行通信控制

介绍在Labview环境下光栅单色仪自动控制系统的开发情况。利用Labview VISA库函数实现PC机与单片机之间的串行通信,确保单色仪准确、快速地输出所需要的单色光。     

亚波长金属偏振光栅设计与分析

为解算大气偏振态来实现精确导航,基于严格耦合波分析,设计了适用于复眼结构的亚波长金属偏振器。针对不同周期、占空比和金属层厚度的单层、双层金属光栅进行了仿真分析,结合实际工艺水平和加工成本,最后选定周期200 nm,占空比0.5,深度200 nm,金属层厚度100 nm的双层金属光栅作为复眼结构的检偏器,设计的双层金属光栅在中心波段450 nm的蓝光（400～500 nm）TM偏振光透射率为45%,消光比达到450,达到用于偏振导航的要求。     

常用光纤Bragg光栅特性分析

结合光纤Bragg光栅在通信与传感领域应用的特性,利用传输矩阵法分析了均匀光栅、啁啾光栅、切趾光栅的反射率、时延特性、边模抑制比和反射带宽示意图.分析得到了不同光栅的特性规律,这些规律对光栅在通信与传感领域应用具有参考的价值.     

衍射光栅机械刻划过程的有限元仿真分析

研究关于衍射光栅机械刻划的槽形精度控制问题。衍射光栅机械刻划是一种在超精密刻划机上利用金刚石刀具对光栅铝膜进行微细挤压的成形技术,表面成形精度要求高。但是由于光栅机械刻划工艺复杂,刻划过程中铝膜材料的成形机理难以掌握,内部流动规律和变形特征无法认识。为了解决上述问题,首先根据铝膜压痕实验建立拟实条件,在Deform 3D金属成形仿真环境下通过实体模型导入时的缩小比例功能实现尖劈刻划刀的微刃口建模,并建立了机械刻划光栅铝膜的有限元仿真模型。通过和实验槽形结果的对比,验证了仿真模型的精确性。最终获得了铝膜材料在刻刀及其刀尖钝圆作用下的流动规律,揭示了机械刻划光栅过程中铝膜的弹塑性变形特征,为衍射光栅机械刻划工艺的研究提供了依据。     

基于LabVIEW的光栅测量系统设计

在常用的传动元件蜗杆的生产中,可以通过检测蜗杆副啮合运动时传动中心距的变化来快速检测其加工是否合格。基于虚拟仪器设计理论,以LabVIEW8．6虚拟仪器作为软件开发平台,单片机STC89C55作为下位机主控芯片,设计出适合实际需要的数据实时采集系统。该系统采用数字式传感器光栅尺和角编码器结合单片机控制实现实时数据采集。利用串行通信的方式在上位机的LabVIEW8．6上实现了光栅测量系统的数据图形显示和分析统计等功能。     

光纤Bragg光栅传感器的解调方法概述

在各种光纤传感器中,光纤Bragg光栅(FBG)传感器是近几年来研究的热点。研究光纤光栅传感器的关键问题是光纤光栅的信号解调,即波长微小移位的检测问题。概述了光纤光栅传感器解调原理,并从响应特性分类角度对光纤光栅的几种解调方法进行了分析比较。     

Polarization‐independent modulation for projection displays using small‐period LC polarization gratings

Abstract— Progress in the use of liquid‐crystal polarization grating (LCPG) to modulate unpolarized (and polarized) light with a grating period as small as 6.3 μm is reported. Similar to LCPGs formed at larger periods (11 μm) reported previously, polarization‐independent switching, predominantly three diffraction orders, maximum contrast ratios of ～100:1 for unpolarized broadband light, very low scattering, and diffraction efficiencies >98% continue to be observed. The smaller period led to an expected lower threshold voltage, even though the thickness was greater. Because the smaller grating period enables a brighter result from a Schlieren projection scheme for a microdisplay using the LCPG light valve, the inherent tradeoffs involved with both material and design parameters are discussed, and prospects for a polarization‐independent projection display are commented upon.     

Compliance error compensation technique for parallel robots composed of non-perfect serial chains

The paper presents the compliance errors compensation technique for over-constrained parallel manipulators under external and internal loadings. This technique is based on the non-linear stiffness modeling which is able to take into account the influence of non-perfect geometry of serial chains caused by manufacturing errors. Within the developed technique, the deviation compensation reduces to an adjustment of a target trajectory that is modified in the off-line mode. The advantages and practical significance of the proposed technique are illustrated by an example that deals with groove milling by the Orthoglide manipulator that considers different locations of the workpiece. It is also demonstrated that the impact of the compliance errors and the errors caused by inaccuracy in serial chains cannot be taken into account using the superposition principle.     

一种新型可调光栅的制作方法

介绍了一种可调光栅的制作方法。首先通过紫外线光刻的方法,制作出微米尺度的光栅结构(周期8μm),然后将光栅复制在聚甲基硅氧烷(PDMS)薄膜上,形成内嵌式PDMS光栅。利用PDMS优异的弹性,将此薄膜沿着光栅栅线的方向拉伸,随着栅线的伸长,光栅常数也随之变小,周期调节极限为5μm。传统方法制作可调光栅,工艺条件苛刻,制作过程复杂,难以控制,制作成本高,周期较长。提出的制作可调光栅的方法成本低,周期短,工艺过程简单易控制,可广泛应用于微型光谱仪、扫描仪、光通信等领域。     

塑料齿轮传动误差试验机数据采集系统设计

塑料齿轮传动误差试验机是一种新型齿轮测量仪器,针对塑料齿轮传动误差试验机对数据采集系统高速度、多种类、并行采集的技术要求,设计了一款基于Zynq7000的数据采集系统。通过Zynq7000的PL部分实现多路光栅信号的同步采集,设计状态机驱动一个16位精度的ADC芯片ADS8584S采集模拟信号,把采集到的结果写入FIFO中,通过AXI和DMA控制器把数据存储到DDR3中,利用LWIP协议栈实现了数据采集系统和上位机之间以太网通信。经初步验证,该系统可以实现光栅信号和模拟信号采集、电机控制和频率测量等功能,光栅信号采集频率可以达到10 MHz,模信号采集精度可以达到0.06%。系统能够满足试验机数据采集要求,也可以用于其他仪器光栅信号高速采集,采用网络通信,为以后仪器智能测量、远程测量奠定了基础,具有很好的应用前景。     

啁啾光纤光栅的光谱特性研究

在啁啾光栅中2个模式之间会发生耦合,要了解啁啾光栅的物理和传感特性,提高反射谱的精度,就必须对啁啾光栅的耦合模理论做深入研究。通过啁啾光栅的耦合方程,并采取合适的坐标变换,利用Matlab进行了数值模拟仿真研究,分别讨论了啁啾光栅耦合模型在不同的折射率调制、不同光栅长度、不同光栅周期和啁啾系数对啁啾光纤光栅反射谱的影响,进一步的研究了啁啾光栅的光谱特性。     

基于多级衍射及自适应补偿的光纤光栅传感器解调技术

解调技术是决定光纤光栅传感解调系统速率、精度、容量等性能的关键因素。提出一种基于线阵光电探测器成像原理的光纤光栅传感器解调方案,通过多级衍射,结合弱曝光自适应超频技术和FPGA并行数据处理技术,实现了对传感信号的快速解调,同时可以实现对级联型光纤光栅传感器和长周期光纤光栅传感器信号的解调。使用温度、应力敏感光纤光栅传感器对搭建的铁路桥模型进行监测,实验结果表明,光纤光栅传感系统的解调精度可以达到10 pm量级,系统可测量光谱范围达50 nm,提高了传感系统的解调速率和精度,同时实现了光纤光栅解调设备的微型化。     

一种新型精密光栅分度头数据采集系统的设计

阐述了精密光栅分度头测微的基本原理,并根据精密光栅度盘输出讯号的特点,提出采用微控制器联合CPLD的方案来进行精密光栅分度头的数据采集、处理与显示;重点介绍了系统关键部分的软、硬件设计方法。最后给出了该系统的主要性能指标以及实际应用情况：结果表明,该系统技术先进,性能优异,完全可以取代目前传统的精密光栅分度头数据采集装置。     

新型全息光栅指纹传感器的研究

基于大量实验和全息光栅技术,提出一种新型的指纹传感器。该传感器主要由单色光源、全息光栅、透镜和CCD组成,其中,关键的器件——全息光栅应用激光全息技术制作而成。该传感器很好地解决了传统光学全反射指纹传感器和全息棱镜指纹传感器所存在的问题,能获得高清晰、无畸变、无失真的指纹像,可以很清楚地观察到指纹脊上腺孔,并给出了一个具体的实例。     

基于长周期光纤光栅的生物传感器设计及仿真

利用生物活性物质高效、专一的催化特性,通过生化反应中生成的复合物对包层折射率和半径的直接调制,提出了基于长周期光纤光栅的、可用于蛋白质等生物物质鉴别与分析的传感方案,并用数值计算方法对检测中所生成复合物薄膜层的折射率和厚度变化对耦合波长偏移和衰减的影响进行了仿真研究,为新型高灵敏度生物传感器的研发提供了理论依据。     

光纤光栅压力传感器增敏技术发展评述

光纤光栅是利用光纤的光敏特性制成的新型光无源器件,在传感方面具有许多独特的优点.但光纤光栅本身压力灵敏度非常低,要想在实际测量中发挥作用,必须对其进行压力增敏.介绍了目前比较流行的几种压力增敏方式,分析了它们的优缺点和用途,并对光纤光栅压力传感器的发展做出展望.     

光栅数显装置的非线性补偿方法研究

以提高光栅测量系统的精度为目的,提出一种基于光栅数显装置的非线性补偿方法。采用实时误差分离技术来对光栅测量误差进行修正的,通过采样点建立误差修正的数学模型,根据数学模型实现对任意测量值的误差修正。实验结果表明,该方法可有效解决由光栅本身的制造误差、光电转换部分误差及外界环境的振动、温度变化等因素带来影响光栅测量系统精度的问题,从而可大幅度地提高光栅测量系统的精度,而且这种补偿方法不但算法简单方便且经济成本较低,完全能够满足大部分光栅测量系统对于测量精度的要求。