信号光的入射角和分光片对激光外差干涉信号强度的影响

通过理论分析和实验测试对信号光的入射角和分光片对激光外差干涉信号强庆的影响进行了研究，并得出了理论与实验相一致的结论，该结果对提高外差干涉信号强度有重要参考作用。     

高灵敏调频──光外差激光光谱学探测技术

本文论述了调频──光外差激光光谱学的基本原理和方法，给出了以其探测光学谐振腔以及物质吸收谱线的谐振特性时，基本关系式和典型系统的组成。实验结果表明，调频激光光谱学方法可以实现微弱谱线的高信噪比检测和用于气体，半导体激光器的频率稳定。     

宽谱段空间外差干涉光谱仪

研究了基于中阶梯光栅多级衍射特性实现谱段展宽的宽谱段空间外差干涉光谱仪的基础理论和系统设计方法。阐述了宽谱段空间外差干涉光谱仪的特点,分析了仪器性能指标(光谱分辨率、光谱范围、视场、信噪比、衍射级次等)与初始光学和电子学参数(光栅、视场棱镜、成像系统、探测器等)之间的理论关系。然后,设计并搭建了宽谱段空间外差干涉光谱仪实验平台,该系统的理论光谱分辨率为0.173cm-1@16 950cm-1,光谱区为500~700nm。最后,给出了激光(543.5nm、632.8nm)、Na灯(589nm、589.6nm)、Hg灯(576.96nm、579.07nm)光源的宽谱段实验结果,其复原光谱的平均波数采样间隔为0.17cm-1;光谱复原过程中采用三角切趾函数,平均光谱分辨率为0.39cm-1。实验结果与理论设计符合良好,且复原谱各级次之间的对应关系与光栅方程确定的理论关系完全符合。     

空间调制外差干涉型偏振光谱测量系统

鉴于偏振光谱仪系统追求的目标是高偏振光谱分辨率、全Stokes谱静态测量、兼顾小体积轻质量，结合偏振光谱强度调制技术与空间外差干涉技术，提出空间调制外差干涉型偏振光谱仪系统。介绍了空间调制外差干涉型偏振光谱仪系统的结构原理，并对系统干涉图数据采集和全Stokes矢量解调复原进行了理论分析，给出了完整数学推导。结合空间外差光谱仪参数，匹配设计了调制器模块，给出一套完整的设计实例。在实验室搭台建立空间调制外差干涉型偏振光谱仪原理实验装置，通过对已知偏振态线偏振光的测量实验以及实验数据解析，验证系统原理及测量数据处理流程的正确性。结果表明：几种已知偏振态的线偏振光，由实验装置测量数据解析得到的Stokes矢量谱与理论分析结果基本一致，误差小于3%，验证了空间调制外差干涉型偏振光谱获取技术的可行性。     

外差干涉仪光路调节方法及对拍频的理解

外差激光干涉仪由于测量精度高,环境适应能力强和实时动态高速测量等特点而广泛应用于机床误差的实时监测中。外差激光干涉仪中,使用平面镜作为转向装置时,接收器上的两束光有可能只是相交而不是重合,这给光路的调节增加了很大的难度。针对这一问题,提出一种辅助光路调节方法,先将光路切换到单频干涉仪,调好光路,再切换到外差干涉仪,利用单频干涉条纹的直观性能可看出外差干涉仪光路调节的好坏。理论分析和实验结果表明,提出的调节方案具有可行性,效果良好,同时通过从单频切换到双频能更深入地理解拍频。     

激光器线宽对空间相干光通信系统性能的影响

空间相干光通信系统的信噪比受激光器线宽的影响很大。对比分析了两光束到达平衡探测器光敏面的时间差τ_d和探测器特性参数不同时,激光器线宽对外差探测输出信噪比的影响。理论分析和实验结果表明,激光器线宽展宽引起差频信号带宽增大与τ_d无关。当差频信号带宽增大2.673倍时,输出信噪比减小0.369 2倍,约等于1/2.673。增大探测器的内增益、响应度和响应带宽,可以减缓信噪比随激光器线宽增大而减小的速度,但内增益和响应带宽过大,相应的噪声信号也越强,反而不利于信噪比的提高。     

3.53μm激光外差太阳光谱测量系统

激光外差技术具有高光谱分辨率特性,常用于地球大气探测研究,尤其是测量整层大气透过率及气体浓度反演。本论文设计了以窄线宽3.53μm分布反馈式带间级联激光器作为本振光源的激光外差系统,实现了整层大气中水汽和甲烷气体吸收光谱的测量,系统光谱分辨率达到0.002cm-1,信噪比为24.9dB,达到多普勒线型吸收谱线的测量要求。利用自行搭建的测量系统测量了3.53μm波段整层大气透过率,与辐射传输软件仿真分析结果进行对比,其绝对差值小于0.1,实测透过率与仿真透过率具有相同的变化趋势。该系统结合最小二乘法实现了实际大气中水汽和甲烷的同步反演,合肥地区春季水汽和甲烷的柱浓度均值分别为1.20g/cm2和1.31mg/cm2。通过对3.53μm激光外差太阳光谱测量系统的研究,掌握了调提高光谱分辨率和信噪比的方法,为获取大气分子更加准确的吸收谱线和气体浓度反演奠定了基础。     

一种测量表面粗糙度的激光外差干涉仪

本文讨论激光外差干涉技术测量表面粗糙度仪器的工作原理。作者利用两个声光调制器产生差频光,解调拍频信号并进行鉴相处理,精确测量表面粗糙度。文中还讨论了设计研制的表面粗糙度外差干涉仪的具体技术问题,对不同样品及加工表面进行实测,并与传统触针测试方法、干涉显微镜所得到的结果进行了比对,理论分析与实验结果一致:仪器灵敏度为10(?),测量精度10nm。     

用激光外差技术高精度测量目标速度

搭建了外差探测实验平台,分别选用漫反射目标及类简谐运动模型作匀转速运动及变速运动的测量目标,应用激光外差探测技术实现了对匀转速运动及变速运动物体的速度测量.在匀转速测量过程中,同时采用外差探测法和振幅调制法测量了漫反射目标正负两个方向转动的速度,共得到133组不同的转速结果.通过调整实验系统,亦实现了对类简谐运动目标的...     

空间外差光谱仪的平场波长定标实验与数据处理

空间外差光谱技术综合了光栅衍射与空间调制干涉两种技术特点.由于干涉仪胶合与光栅刻划过程中存在误差,使得系统平场与理论设计值存在偏差.本文探讨了空间外差光谱仪系统平场定标的原理,通过干涉条纹频率公式推导出了系统平场定标的基本公式,设计了可调谐激光导人消散斑积分球定标方法及定标装置.针对中科院安徽光机所研制的用于大气CO2精细吸收光谱(1 575 nm吸收带)探测的空间外差光谱仪样机开展了平场定标实验.定标结果表明,仪器的实际平场波长比理论设计值向短波方向漂移了约0.05 nm,满足仪器设计要求.     

基于能量计算模型的混合动力商用车节油分析

针对混合动力商用车工作模式多、油耗分析耦合因素多且复杂的问题，从系统能量流角度出发，建立基于能量计算的混合动力系统理论油耗计算模型和综合理论油耗增量计算模型，并通过不同案例的仿真与理论计算结果的对比分析来验证所建立的理论计算模型的合理性，对比分析结果表明所提的理论计算模型误差在4%以内。此外，基于能量计算模型推导出混合动力商用车各油耗影响因素的理论节油量及节油率公式，分别对各油耗影响因素进行定性和定量分析，特别定量计算滚动阻力系数、电机效率、机械效率及发动机平均燃油消耗率变化后混合动力商用车节油能力的变化。所建立的理论计算模型简化了混合动力系统能量分析复杂的问题，对混合动力商用车前期匹配设计和经济性摸底具有一定的借鉴作用。     

机械结构的理论及试验模态分析方法

本文主要介绍了理论和试验模态分析的建模方式、分析方法以及应用过程。讨论了分析方法的适用条件及为提高模态分析精度需要解决的问题。并以悬臂梁为例,使用DASP软件验证了模型的一致性及方法的可靠性;该理论分析及应用过程对促进模态分析法的工程应用具有重要意义。     

液体静压支承动态特性分析、实验及其应用

本文在考虑油液及其含气体可压缩的基础上,对液体静压支承的动态特性进行了理论分析,求得静压支承系统动态稳定性的判别公式和动刚度公式。通过试验证明了上述理论的正确性,并总结出对静压支承的设计具有参考价值的理论依据。在生产实践中,运用上述理论解决了静压支承动态不稳定问题,从而提高了支承精度。     

Active disturbance rejection control: Methodology and theoretical analysis

The methodology of ADRC and the progress of its theoretical analysis are reviewed in the paper. Several breakthroughs for control of nonlinear uncertain systems, made possible by ADRC, are discussed. The key in employing ADRC, which is to accurately determine the “total disturbance” that affects the output of the system, is illuminated. The latest results in theoretical analysis of the ADRC-based control systems are introduced.     

平行不对中和不平衡故障转子扭振特征的研究

通过分析不平衡故障转子和不对中故障转子运转过程中的动力学关系,分别得到了这两种故障转子的扭转振动特征。应用DK-Ⅱ型扭振测试仪,进行了转子不平衡故障和不对中故障的扭转振动特征测试。理论分析与试验研究的结果是一致的。     

带长管道的阀控系统动态特性研究

通过理论分析建立了带长管道的阀控液压系统较为精确的数学模型，在此基础上从理论和仿真的角度分别研究了长管道对阀控液压系统动态特性造成的影响，并得出了一系列结论，对此类系统的设计与分析有参考价值。     

重型汽车变速器后置副变速器换挡同步时间分析

采用理论分析、数值仿真和试验研究相结合的方法对某重型汽车变速器后置副变速器高低挡换挡同步时间进行了研究。与试验结果相比,理论分析计算结果相对误差较大,高换低挡及低换高挡同步时间相对误差分别为16%和11%;基于ADAMS的刚体模型和考虑内齿圈弹性的刚柔耦合模型仿真结果均比理论分析结果误差小,其中,刚体模型高换低挡及低换高挡同步时间相对误差分别为11%和7%;刚柔耦合模型的相对误差最小,分别为4%和3%。     

空气静压导轨的应用研究

对小型三座标测量机的导轨进行改型设计,将原来的滚动导轨改为空气静压导轨,提出了一种新的空气静压导轨的优化设计方法,给出计算结果。介绍了气垫压力分布的理论分析和试验研究,其理论计算与试验结果趋向一致。     

提高高速泵气蚀性能的理论分析与试验研究

阐述了提高高速离心泵气蚀性能的设计措施及试验研究。经过理论分析和试验研究表明,采用两级串联诱导轮以及在变螺距诱导轮前增添引射装置,可以使高速泵获得比只带单级诱导轮更高的气蚀性能。     

不确定性陶瓷热防护系统的双随机动态理论

为了研究不确定性陶瓷热防护系统(thermal protection system,简称TPS)的动态响应概率分布,提出了外部随机激励作用下的不确定性TPS双随机动态理论模型,其将防热瓦简化为质量点,将应变隔离垫(strain isolation pad,简称SIP)简化为线性弹簧和阻尼单元,且以上质量点、弹簧刚度和阻尼均服从正态分布。采用摄动法研究了防热瓦加速度以及SIP动态应力的概率分布,其关键是进行响应均值对TPS随机参数的灵敏度分析。利用本研究理论方法和Monte Carlo数值方法进行了响应概率分布的计算,结果表明,理论方法与Monte Carlo数值方法计算获得的响应均值及标准差吻合得很好,验证了该动态理论模型的正确性和分析精度,为防热瓦不确定性加速度响应、SIP不确定性动强度和TPS不确定性动态完整性分析提供了理论基础。