双光楔可控扫描一维轨迹分析

根据几何光学和光的标量衍射理论,对双光楔的折射特性进行了数学分析.研究发现,以相反旋向相同转速旋转的双光楔对光的折射作用等效于一个折射角随2个光楔转角变化的单光楔.在此基础上,对通过双光楔的光束在像面上的衍射光场分布作了理论分析,得到了在夫琅禾费衍射下,光束经转动双光楔在像平面上的衍射光斑随时间变化的规律,从而为一维扫描的可控操作提供了理论指导.     

双光楔在激光测距机光轴校正中的应用

为了减轻激光测距机的重量和优化光轴校正结构,设计采用旋转双光楔校正结构。通过建立光轴平行性偏差与旋转双光楔角度量化关系模型,推导出对应公式,并应用于某轻武器光电火控的研制实践。结果表明,该校正方法能有效减小激光测距机的体积和重量,该校正结构具有环境稳定性好、校正简便、维修性好的特点,校正精度可达0.1mrad。     

基于双光楔的激光模拟训练系统弹道模拟研究

为了实现激光模拟训练系统的弹道模拟,以双光楔光束偏转性质为基础,研究了通过控制双光楔的旋转角度来控制激光光轴的偏转,并根据光折射理论计算推导了双光楔角度控制方程。结果表明,模拟训练系统激光光束指向精度高于1mrad,能够满足实际需要。该系统可用于坦克等直瞄重武器的实兵对抗训练。     

基于双光楔棱镜的激光通信光端机设计

随着激光通信向负载能力有限应用平台的推广,激光通信系统逐渐向着轻量化和小型化的方向发展。作为激光通信系统的重要一环,扫描捕获单元的轻小型化设计成为亟待解决的问题。首先,基于旋转双光楔棱镜的扫描捕获单元摒弃常规的机械伺服转台,通过棱镜绕公共旋转轴的独立旋转实现大视场光束偏转。然后,基于非近轴光线追迹建立双光楔棱镜光束偏转模型并分析了双光楔棱镜的扫描模式,为轻小型激光通信光端机的研制提供了一定的参考。最后,基于旋转双光楔棱镜和四象限探测器复用技术提出并分析了一种轻小型激光通信光端机的设计和应用。     

激光三维成像中双光楔扫描参数的确定及优化

在激光三维成像雷达中,双光楔扫描是一种常用的扫描方式,具有能耗小、精度高、抗震性好等优点,并可有效减小系统的体积。但其扫描轨迹复杂,扫描点存在较大的冗余。首先基于一级近似公式研究了扫描轨迹的规律,随后分析了扫描轨迹间距和扫描点间距的变化特征,最终确定了全视场覆盖时的双光楔扫描参数,并由轨迹分布特征给出了降低冗余的方案。结果表明,全视场覆盖时,反向旋转和同向旋转具有相同的最小冗余2π,除旋转方向外,其他扫描参数完全相同。有效扫描视场和分辨率一定时,特定转速对下,部分覆盖的反向旋转可减小1/4的冗余;半周期的同向旋转可减小1/2的冗余。冗余降低的同时提升了成像的帧频。     

时间最优与模糊PID控制在双光楔扫描中的应用

为实现视轴变化、扩大探测视场,双光楔扫描需要进行大角度跳转。提出一种时间最优与模糊PID(比例-积分-微分)控制器相结合的控制策略,时间最优控制用于快速消除大角度偏差,模糊PID位置控制保证到位后精度高、超调量小,从而提高系统的静态和动态性能。试验结果表明,控制系统可以实现双光楔的快速定位,提高抗干扰能力,有较强的鲁棒性;同时由于操作性强,有较高的应用和推广价值。     

新型高精度空间折转光管的设计方法

星模惯测组合装置在标调过程中,要求测量星模拟器出射光束与惯组棱镜反射光束的方位夹角,两光束不仅方向相反且存在空间平移,为了实现单台经纬仪对该角度的测量,该系统中需要加入特定的折转光管.提出了一种新型的空间转折光管的设计方法,能够实现光路的180折转和垂直于星模拟器光轴的平面内的二维平移,设计中采用了直角屋脊棱镜与斜方棱镜,很好地消除了安装误差;为了消除由于棱镜加工误差带来的折转光管传递偏差,设计中加入双光楔结构.折转光管的光路通过双光楔机构可以发生一定的偏转,该偏转可以抵消折转光管各个部分带来的传递偏差.实验结果表明,该设计方法可以很好的实现光路折转地要求,同时在保证折转光管的传递精度的基础上,降低了整个光管的加工成本.     

使用光纤光栅棱镜的相控阵天线光子波束形成器

本文第一次提出了发送／接收相控阵波束形成用的基于布喇格反射光栅的光纤棱镜实时延迟处理器的实测数据。在３．５ＧＨｚ带宽内获得的测量结果证明了高分辨力波束扫描和高线性的低噪声相位数据。     

基于波束域导向矢量估计的稳健自适应波束形成方法

针对导向矢量失配和样本协方差矩阵估计误差导致自适应波束形成性能下降的问题,该文提出一种基于波束域导向矢量估计的稳健方法。该方法首先利用期望信号角度失配区域的补集构造波束域转换矩阵,克服了当样本协方差矩阵中存在期望信号分量时现有算法出现有用信号对消的缺点。其次推导出波束域导向矢量估计方法,并将其转化为包含恒模约束的非凸二次约束二次规划问题,然后采用半正定松弛规划估计实际的波束域导向矢量。计算机仿真验证了该文所提方法的有效性。     

相干光学多波束形成的原理及其理论分析

相干光学多波束形成技术是根据光学的干涉与衍射原理,利用光学傅里叶变换而实现的一种新型的宽带射频多波束形成技术.扼要介绍了其工作原理,并对其建立了较为完善的物理模型,通过详细的理论推导和软件仿真,表明此结构能够形成多波束,在空域覆盖、波瓣宽度、小体积、抗电磁干扰等方面具备重要的性能优势.     

改进型对称分束偏光棱镜

为了得到对称分束的偏光棱镜,采用了对常规渥拉斯顿棱镜进行改进的方法,即通过修正o光束的出射端面来实现对称分束.得到了o光束出射端面的修正角与棱镜的结构角之间的关系式.以632.8nm波长为例分析了o光束出射端面的修正角与棱镜的结构角之间的关系曲线和修正角与波长的关系曲线.结果表明,此种设计既可实现对称输出,并且具有设计简单,加工方便等特点.     

高重复频率激光器在机载扫描激光测距中的应用

文中给出了一种采用高重复频率激光器的机载扫描激光测距系统，总结了高重复频率情况下机载扫描激光测距的设计与实现特点。实验结果表明，高重复频率激光器是实现高地面分辨力的机载三维信息采集的重要保证。     

曲线边界二维电磁场问题的直线法全波分析

本文首次将基于矩阵理论的直线法推广到曲线边界的二维电磁场问题。本文方法具有通用性,精度高,计算量小的优点。     

DESIGN OF 2-D QUASI-OPTICAL BEAM SPLITTERS USING ANALYTICAL GRADIENTS

Quasi-optical systems comprised of diffractive phase elements (DPEs) are designed as beam splitters. The design tasks are reformulated as optimization problems in which target functionals are defined. Analytical gradients are derived to those functionals, which can be passed to gradient methods to efficiently determine the DPEs. Rayleigh-Sommerfeld diffraction integrals are applied to compute the wave propagation in free-space between parallel planes in the quasi-optical systems. Numerical results for several beam splitters are depicted. Furthermore a procedure is proposed, how the phase functions of the DPEs could be smoothed out.     

复合矩形域上二维电磁场边值问题的直线法分析

本文基于直线法的基本思想提出了一种分析复合矩形域上二维电磁场边值问题的新方法,即将偏微分方程沿一维离散化,从而转化为对于另一维变量的常微分方程组。在离散化过程中,本文引入了截断误差O(h4)的高精度格式,提出了在各种齐次边界条件下确定离散化常微分方程组通解的反推法,最后用最小二乘逼近提高解的精度。对矩形同轴线和脊波导的主模和高次模截止波长以及矩形域内静电位分布的数值计算结果与有关文献中的结果吻合得很好,体现了该方法简便、精度高和计算量小的优点。     

电子束曝光机束斑的自动测控系统

根据亚微米电子束曝光机束斑直径、束流大小与各磁透镜电流之间的关系以及刀口法测试束斑的原理，设计了一套总线式的束斑自动测控系统。该系统以ＩＢＭ—ＰＣ／ＡＴ作为主控机，系统包括用于总线扩展的总线驱动板、电子束扫描控制板和束流信号数据采集板。     

高斯光束驱动的腔镜透射率不等的环形腔双稳系统

在单横模及平均场近似下,给出了定态方程及线性稳定性分析,指出了高斯光束驱动与平面波近似双稳系统的差别。本文还把其它文献发表的许多重要结论作为一定条件下的特殊情况包括在文内。     

定向棱镜腔平顶高斯激光束特性的研究

在XeCl准分子激光器中,采用定向棱镜作为端反射镜与平面输出镜构成激光器谐振腔,获得了近场能量分布均匀、远场能量分布高度集中的相干平顶高斯激光束输出,并具有腔镜高抗失调能力,改善了激光束质量。     

离子束合成SOI多层结构的研究

本文报道了借助高剂量离子注入、高温退火等技术获得不同类型SOI(Silicon on Insulator)材料的形成过程及其多层结构。以离子背散射和沟道技术、Auger能谱、透射电子显微镜、扩展电阻测试以及红外透射和反射等分析方法对这些SOI结构进行表征。比较了注O~+和注N~+两种SOI材料的优缺点。研究表明,高质量的SOI材料能够通过离子束合成技术获得。     

线阵推扫成像光谱仪几何校正误差的理论分析

针对本课题组研制的线阵推扫成像光谱仪和GPS/INS组合定位的集成系统,分析了姿态位置参数、焦距测量和安装角测量引入的几何校正误差,并利用航空试验数据计算出了定量化的误差结果.