多次反射法透射式能见度测量系统研究

针对透射式能见度测量系统占地面积大、长距离光路上不能有遮挡的不足,提出一种多次反射法透射式能见度测量系统。利用反射镜组构成开放式采样气室,使光线多次反射达到测量所需的光程,具备透射法能见度检测高精度优点的同时,大大缩小系统占地面积;采用位移调节器实现差分大气消光系数测量,具有抗环境污染能力强和测量灵敏度可调等独特优点,有效提高系统的适应性和可靠性。对设计的系统进行精度估算,证明了方法的可行性,为能见度测量提供了新方法。     

太阳能高倍聚光的方案优化及装置构建

通过分析和对比由菲涅耳透镜、曲面透镜、抛物碟式反射镜组合的聚光方案,得到了太阳能聚光的优化方案.基于理论分析发现,光学系统的效率依赖于光学部件及其结构设计,两级反射式系统能够比两级透射式拥有更高的光学效率.但在接收尺寸相同范围内,两级反射式需要更高的追踪精度,然而提高追踪精度势必增加聚光系统的复杂性和经济性.据此分析,构建了一套由菲涅耳透镜组成的两级透射式高倍太阳能聚光装置,并做了初步的对比性测试.     

非线性光学反射膜系的设计与研究

通过对激光反射膜系中的光学损耗的分析 ,提出并设计了应用非线性膜层 ( Ta2 O5/Sio2 )附加在常用的 λ/4膜层 ( Zn S/Mg F2 )上面的新型膜系。旨在减小反射膜系的散射损耗 ,最大限度地提高激光反射镜的反射率。设计结果表明 ,在相同的条件下 ,用非线性膜层 Ta2 O5 和 Si O2 构成的新的组合膜系的激光反射镜与常用的 Zn S/Mg F2 膜系的激光反射镜比较 ,表面散射损耗达到了设计的要求 ,体积散射损耗减小的更多 ,其它的性能也得到了改善。利用本设计制备的超低散射损耗的高反射率激光反射镜 ,对激光技术的应用与发展有着重要的意义     

反射型圆束偏器

研究由反射镜组组成的新型反射 型圆束偏器。方法在对立 方棱镜的结构特性和阿贝屋脊棱镜的成持性分析的基础上,提出了由３个反射镜组组成的新型反射涑 偏器。     

折反射全方位视觉系统单视点约束测定新方法

针对折反射全方位视觉系统装配时需针对单视点约束进行精确校准的特点,提出了一种基于光学畸变校正的折反射全方位视觉系统单视点约束测定方法.首先采用神经网络建立实际图像和理想透视图像的复杂映射关系,获得可用于单视点约束测定的理想透视模型;然后根据空间圆透视投影特性,利用反射镜上端面边缘图像估计出反射镜相对于相机的位置和姿态,以此指导系统单视点约束测定.由于反射镜位置与姿态的估计是基于实际的成像模型推算的,因此降低了单纯依赖简化模型带来的估计误差,从而提高了测定精度,具有较强的实用性.实验利用仿真图像和真实图像共同验证了该测定方法的精确度和有效性.     

太阳热发电技术的开发

在农村及边远地区的电力利用中,作为PV系统的不同方法,Cummins Power Generation(CPG)开发了唯一的氦基发动机和集热型太阳热利用方式组合的7kWe带微调太阳热发电装置。 抛物面反射镜、斯特林发动机组合系统。自1970年以后,美国能源部通过了边远地区用低能发电系统和大型输电网联接系统型发电双向可使用的系统开发和试验计划,其内容之一是实施抛物面反射镜、斯特林发动机共同投机计划DSIVP,并进行了太阳热集热型技术开发和援助。计划分3个阶段进行,1991年为起点,到2000年目标是使7kWe太阳热发电系统商业化。     

光子晶体全角度反射器件的研究

在总结金属反射镜及多层介质反射镜的优缺点的基础上研究一维光子晶体全角度反射器件．分析了反射带中心波长、边缘波长及带宽对全角度反射器件性能的影响,并对如何避免Brewster角做了定量分析．按照一维光子晶体的设计思想,利用MgF2/ZnS2种材料的λ／4光学膜系来实现在特定波长范围内的全角度反射,达到了设计要求．     

局域弯曲液面的光学特性分析

研究了强度均匀分布的平行光束照射局域上(下)弯曲液面时，其反射光场及该反射光场经透镜后的透射光场的分布特点，发现上弯曲液面的反射光场为椭圆形暗场，下弯曲液面的反射光场为星形亮斑，而它们的透射光场恰好类似于对方的反射光场，对这些特点的形成进行了讨论，同时对上弯曲液面的反射光场进行了计算。     

无人机着舰姿态对尾钩定位的影响

鉴于无线电引导系统无法满足大型轮式固定翼无人机着舰引导的高精度要求,提出一种通过机身加装合作反射镜实现对无人机尾钩定位的光电引导系统,避免了传统光学引导中图像识别引起的跟踪定位误差。讨论了激光反射定位方法,重点分析了无人机姿态变动对基准点测量精度的影响,提出了激光反射镜安装位置的选择方法。最后通过仿真,给出了飞机姿态变动对尾钩测量精度影响的程度。     

厄米-高斯光束经F-P干涉仪反射和透射的多光束干涉极值的特性

计算了厄米－高斯光束经Ｆ－Ｐ干涉仪反射和透射的多光束干涉光强值,给出了反射和透射的多光束干涉极大的条件．编程计算了上述反射和透射多光束干涉极大值依赖于基模束腰半径变化的关系曲线,通过比较发现,在多光束干涉极大条件下,基模（或低阶模）的反射和透射大于高阶模．这一研究结果,提供了一种在激光器中选择横模的新方法     

新型激光显示扫描系统设计

阐述了一种新型激光显示扫描系统的设计。根据光线反射定律，提出了采用多面转镜和二次反射面相互配合来实现光束在屏上线性扫描的系统模型。利用该模型，可以避免使用传统激光电视中的高速转镜装置，有较强的现实意义。在此基础上，提出了2种实现方案，对其分别建立了模型，并进行了模拟，计算了屏上光点位置、束斑大小、进行了数据分析，最终确定等边转镜和不规则二次反射面的配合，是一种实现扫描显示的方案。     

卫星激光通信光束控制中的迟滞建模与补偿

为保证卫星激光通信的链路稳定,需要将接收的光束始终控制在通信中心点.由于压电陶瓷驱动的快速倾斜镜具有高刚度和快速响应等特点,作为执行机构广泛应用于卫星激光通信的精跟踪系统.但是压电陶瓷本身具有迟滞特性,给精跟踪系统的闭环控制带来了难题.传统的处理方法是在精跟踪系统内部增加一层闭环控制使快速倾斜镜达到线性化的目的,但这会极大地降低精跟踪系统的带宽.通过对快速倾斜镜结构进行分析,我们发现可以利用对称迟滞模型对其迟滞特性进行建模,进一步提出了一种基于Madelung规则的对称迟滞建模与补偿方法,能够精确地描述和补偿快速倾斜镜的迟滞特性,有效地提升光束控制带宽,从而提高通信链路的稳定性.理论仿真和实验结果验证了所提出方法的有效性.     

一种高效安全的激光能量传输系统的设计仿真

激光是无线能量传输中的重要介质之一。该文提出了一种外腔反馈式激光能量传输系统,即在能量接收端安装部分反射镜,将激光部分反射回能量发射端,并对其进行了理论计算,给出了能量激光器输出功率的表达式,对能量激光器的阈值电流、输出功率等随前端面和外腔面反射率变化的情况进行了仿真。仿真结果表明:与传统激光能量传输方式相比,外腔反馈作用可有效地降低能量激光器的阈值电流,增大激光器输出功率,提高能量传输效率,且可根据瞄准度自动调整发射激光强度,提供一种更加安全高效的激光能量传输方法。能量发射激光器前端面的反射率越小,反馈作用对于激光器输出功率的提升越明显。     

一种适用于并行文件系统的高可用机制

针对并行文件系统文件数据分布存储的特性所带来的系统可靠性和可用性降低的问题,提出了一种提高并行文件系统可靠性与可用性的机制.该机制采用数据镜像技术,应用逻辑镜像环来指定存储节点间的镜像关系,使得一个存储节点既存储自身的数据,也作为其他节点的数据备份节点.该机制还可以通过调整镜像深度,以满足用户对文件系统不同级别的可靠性和可用性要求.同时,建立了马尔可夫链模型,以评估所提机制的可靠性和可用性.数学求解表明,在镜像深度为2时,应用该机制的并行文件系统发生数据丢失的平均时间大大提高,约为原系统的32倍.     

物理化学与应用化学信息资源镜像系统的建立及技术探讨

以Teleport Pro离线浏览器作为镜像工具，下载Internet上丰富的化学信息资源，建立了物理化学与应用化学信息资源镜像系统，并对镜像过程出现的有关解决方法进行了深入的探讨。     

一种基于视觉测量的大型碟式聚光器 镜面单元位姿调节方法

根据大功率碟式聚光器镜面单元结构特点及在线安装过程中对镜面单元位姿快速检测、高效调节和精确定位的需要,提出了一种基于三目视觉测量和机器人辅助安装的镜面单元位姿调节方法.建立了任一镜面单元角点空间坐标方程,设计了镜面单元位姿调节系统结构,并明确了相应调节方法与步骤.以38 k W碟式聚光器为例,对镜面单元不同位姿进行了光学计算,分析了视觉测误差和镜面单元制造误差等因素对镜面单元位姿调节的影响.结果表明,基于视觉测量的调节方法,在不考虑其他误差情况时,当视觉测量误差和镜面单元制造误差的综合误差控制在±2 mm内,能满足镜面单元位姿调节精度要求.     

使用多路复用技术控制可变形反射镜

提出了将多路复用技术应用于可变形反射镜控制的思想,并以实验验证了其可行性.结果显示,仅用一个高压放大器,对于12个执行器的可变形反射镜,最大镜面刷新频率可达700 Hz;此数据外推可知,对于20个执行器的可变形反射镜最大刷新频率可达400 Hz.而对于400个执行器的情况,若使用20个高压放大器,最大刷新频率仍为400 Hz.与传统控制方法相比,该系统具有低功耗、低成本的优点,可用于大型、超大型自适应光学系统中变形反射镜的控制.     

脉动风作用下经纬仪保护窗口镜面波像差预测

脉动风对结构的影响具有不确定性,为了消除脉动风给系统成像质量造成的影响,需要对脉动风作用下经纬仪保护窗口镜面波像差进行预测。提出一种基于NARX神经网络模拟脉动风压和镜面波像差RMS间的非线性关系的模型,采用AR模型模拟脉动风速时程;并利用有限元分析镜面变形得到的数据拟合镜面面形获得镜面波像差RMS,对NARX神经网络进行离线训练、验证和预测。仿真结果表明,所建立的NARX神经网络模型预测均方误差MSE为3.434 8×10~(-9);并能够满足经纬仪系统镜面变形在线主动补偿实时性要求。     

空间光学遥感器长条形反射镜集成优化设计

针对空间光学遥感器离轴三反光学系统主镜的高轻量化率、高面形精度要求,提出了一种长条形反射镜集成优化的设计方法。首先利用变密度的拓扑优化方法分别得到刚度最大化和一阶频率最大化的反射镜拓扑模型,综合两种拓扑模型得到了反射镜的集成设计方案;然后提出了基于镜面变形值的镜体加强筋变量拓展优化方法,进行了设计变量的灵敏度分析,并对反射镜局部加强筋进行了多变量尺寸优化,得到了该长条形反射镜的最佳轻量化结构;最后对优化结果进行了有限元分析,仿真结果表明反射镜在优化后的面形精度有了显著提升,镜体质量仅为8.65 kg,与实心镜体相比轻量化率达到了80.9%。在Z向1g重力作用下,镜面面形精度峰谷值为23.70 nm,均方根值为4.54 nm,该优化方法能很好地满足设计要求。