音圈式快速伺服刀架的分析与设计

自由曲面光学零件面形复杂,快刀伺服车削加工是其高效加工手段.针对压电陶瓷型伺服刀架行程小,加工能力有限的问题,提出一种基于音圈式直线电机驱动的快刀伺服方案.音圈式快速伺服刀架行程大,可大大拓宽快刀伺服加工范围.以典型光学零件加工为例,对快速伺服刀架所应具备的关键性能指标进行分析,给出了音圈电机的结构,对音圈式伺服刀架进行了理论建模、控制器设计以及实际性能测试.测试结果表明,所设计的音圈式伺服刀架行程大、频响高,在刀架行程为±100μm时可达到300Hz的频响能力,同样行程下的频响指标优于国外同类产品.     

靶场光学测量数据异方差性检验及修正

为了避免靶场光学测量数据异方差性导致的普通最小二乘估计非有效、显著性检验失去意义和模型的预测失效问题,采用了图形分析、Goldfeld-Quandt和Breusch Pagan Godfrey方法检验光学测量数据异方差性,并针对光学测量数据的异方差性提出分段加权最小二乘修正的方法。通过理论分析,对某设备方位角测量数据进行实验验证,取得了残差平方数据、G-Q检验统计数据、BPG检验统计数据和分段加权最小二乘BPG统计数据。结果表明应用图形分析法对光学测量数据进行异方差性检验最直观和简捷,适合存在明显异方差性的检验,G-Q检验法不适用光学测量数据的异方差性检验,BPG检验理论完整且适合光学测量数据的异方差性检验,分段加权最小二乘方法有效合理,消除了异方差性对回归模型的影响。     

相位恢复镜面检测性能研究

在镜面面形检测中应用相位恢复技术,可以简化测量系统,增强抗震动干扰能力.为确定相位恢复镜面测量系统的性能,从两个方面进行了研究.结合提出的相位恢复测量系统,运用傅立叶光学和几何光学理论讨论硬件对测量范围的限制,确定了CCD像素尺寸与被测镜f数,CCD整体尺寸与被测镜最大像差之间的定量关系.从算法效能角度,采用单因素仿真实验考察算法对镜面误差幅度和频率的适应性.仿真结果表明,表面误差频率在31.4mm附近时算法效率较高,过高或过低都将降低算法的效率;误差幅值的影响不大,镜面误差RMS值大至六个波长,小至百分之波长算法都可以胜任.     

高速布放的微型海光缆下沉状态研究

研究了高速布放的微型海光缆(SFOMC)的下沉状态,分析了洋流、微缆外径、微缆单位长水中重力以及布放速度对下沉状态的影响.计算机仿真结果表明,上升流是影响SFOMC下沉状态的决定性因素,在选择路由时,一定要避开有上升流的海域,同时要加快下沉速度,还应尽量选用外径较小的SFOMC;而下沉速度受SFOMC的单位长水中重力的影响不大,没有必要设计制造大重力的单位长水中重力的SFOMC,且下沉速度与布放平台的航行速度无关.     

拉锥光纤耦合的光放大器组件光损耗分析

介绍了拉锥光纤耦合的SOA组件的结构特点 ,并针对该结构计算分析了光耦合损耗的最小值 .为了进一步减小SOA组件的光耦合损耗 ,提出了不对称形式的拉锥光纤耦合的SOA组件结构 .这在原有的制作工艺技术条件下 ,可以将整个组件的光耦合损耗降低 1dB .     

光学阵列器件的慢刀伺服车削加工技术

慢刀伺服技术是相对于快刀伺服提出的方法.采用C轴、X轴、Z轴联动的方法在极坐标或圆柱坐标内进行加工.光学阵列如微透镜阵列、微反射镜阵列在高速数据、声音和视频信号传输中具有重要作用.将光学阵列看作一个自由曲面,使用慢刀伺服车削技术一次加工成形,可以解决传统加工中将光学阵列分块加工后拼装和调整的困难.但是由于光学阵列表面形状复杂,其表面法线的突变可能会使机床运动超出伺服轴执行能力.根据慢刀伺服加工技术的特点,建立了伺服轴执行能力限制曲线,研究了不同刀具半径补偿方式对加工的影响.实验结果表明,根据机床伺服轴执,厅能力合理选择刀具半径补偿方式可实现微光学阵列器件高精度加工.     

线阵CCD在机械微变距离测量中的应用

介绍了一种应用线阵CCD测量柴油机曲轴臂距差的原理和方法 .讨论了光杠杆原理在此测量系统中的应用 ,并结合实际分析了系统产生非线性误差的原因 ,给出了此测量系统非线性的处理方法 .     

锥脊波导SOA光耦合机制的理论分析

针对半导体光放大器 (SOA)与单模光纤的耦合问题 ,详细介绍了当前最新的锥脊光波导耦合技术 ,用光波电磁场干涉理论建立了锥脊光波导的传输模式方程 ,并根据光波的全反射理论 ,揭示了锥脊光波导等效折射率的渐变规律 ,从理论上分析了锥脊波导SOA的光耦合机制 ,理论分析与相关报道的实验结果吻合 .     

星间激光通信系统粗精复合扫瞄技术

星间激光通信系统主要分为捕获、瞄准、跟踪技术,其中捕获技术是星间激光通信系统实现通信的前提和保障。通过对星间通信捕获阶段信标光的粗瞄捕获原理、关键技术和工程应用等内容进行详细的研究,提出一种粗瞄与精瞄相互结合的螺旋-正弦复合扫瞄的方法。对该方法扫瞄过程中的数值分析表明,相比单一粗瞄扫瞄方式,粗精复合扫瞄方法的扫瞄漏扫区域比单一粗扫瞄漏扫区域小、捕获概率更高、捕获时间短。该方法为星间激光通信扫瞄捕获过程提供了一种新的扫瞄方式,具有重要的意义。     

光学镀膜宽带膜厚监控系统

针对过去的宽带膜厚监控法必须依赖镀制前设定的目标透射率 (反射率 )的固有缺陷 ,提出了在蒸镀过程中及时拟合出所镀层的膜厚、色散系数 (折射率 )等参数 ,并据此不断修正目标透射率 (反射率 )的设想 ,从而从根本上克服过去的宽带膜厚监控法的固有缺陷。建立了基于修正膜层目标光谱特性的宽带膜厚监控系统 ,阐述了它的结构和工作原理。进行了稳定性实验及一系列镀膜监控实验 ,实验结果表明 ,该系统透射率的重复测量精度优于 2‰ ,膜厚监控精度较高 ,重复性好 ,各层的终点膜厚判定精度优于 1 %。