空间相机主支撑结构设计与分析

本文针对某离轴三反空间相机研制任务,基于铝基复合材料——硼铝合金（TiB2/Al）,采用了适合中、小型空间相机的薄壁框架式主结构形式,进行了相机主支撑结构的设计。通过对整机进行有限元建模,以及固有模态、静力学、动力学、光机热集成分析,优化了相机结构设计,使得相机整机基频>85Hz,在?0℃均匀温度变化和1g重力耦合作用下,光学元件的面形精度仍符合光学设计要求。最终工程分析结果表明：相机的薄壁框架式主结构设计是合理的,整机结构一阶频率高,抗重力变形能力、抗振性能及抗热变形能力均能满足相机总体设计指标要求,与卫星平台的双脚架柔节机械接口能够有效抑制卫星平台的结构变形对相机主结构的扭曲作用。     

低发射率伪装绿色涂层的制备和性能分析

为了探索军用低发射率伪装材料,提出了复合结构设计的方法。选用具备可见光高透过和红外高反射特性的纳米锑掺杂氧化锡(ATO)薄膜,通过镀膜工艺对复合涂层的结构进行设计,从而达到光学与红外隐身兼容的目的。利用分光光度计、热成像仪及隔热测试装置对所制复合涂层样品的光学、红外和隔热效果进行测试,分析低发射率涂层对整体绿色涂层的光学及红外性能的影响。实验结果表明,采用复合结构设计后的绿色涂层样板的可见光透过率达到80%以上,红外反射率达到70%以上,在保证色彩饱和度的同时,发射率显著降低,达到了0.2。经过复合结构设计的绿色涂层拥有良好的红外伪装效果,能够较好地躲避红外侦察。     

圆锥扫描红外地平仪小型化结构设计

从红外地平仪组成形式的改进设计、光学扫描方案的改进设计和电机组件的改进设计三个方面阐述了单圆锥扫描红外地平仪小型化结构设计的方案.通过小型化结构设计,单圆锥扫描红外地平仪的体积、重量和功耗均有明显降低,达到了小型化的设计目标.     

中间弹道摄影设备的光学设计

该文介绍了中间弹道靶道中闪光摄影机的光学系统设计要求及限制和光学元件的特性分析,并给出了结构设计。用这种相机实现了中间弹道靶道的正交多站闪光测量,获得了较理想的照片。     

光学测量中的测量步骤及其三维重建

本文对光学三维测量中的测量步骤及其三维重建进行了简单的分析,并给出了测量实验结果。首先讨论了仪器校准及相机标定两个基本测量步骤,然后在此基础上进行了三维重建实验,实验结果证明了基本原理分析的正确性。     

半导体器件工作温度的光学干涉测量

采用光学干涉测温原理测量微电子器件在线工作温度，设计了干涉测温系统，进行了实际测量实验，并与红外微像仪的测量结果进行了比较。     

半导体器件工作温度的光学干涉测量

采用光学干涉测温原理测量微电子器件在线工作温度，设计了干涉测温系统，进行了实际测量实验，并与红外微像仪的测量结果进行了比较．     

库克三反射离轴望远镜杂散光分析

定量分析了库克三反射离轴望远镜的杂散光特性,计算和分析了一种典型情况下能很好地表达光学系统杂散光特性的点源透过率曲线,在此基础上,提出了改进库克三反射光学系统杂散光抑制措施：     

远距离红外测温仪的光学设计

本文叙述了远距离红外测温仪的能量传递和信号传递问题。并根据普朗克辐射定律和光学设计理论推导出远距离红外测温仪的光学系统的计算公式。也叙述了远距离红外测温仪的光学系统的设计方法。实践结果证明,这种方法是可用而精确的。     

高分辨率相机的碳纤维复合材料主次镜连接筒设计

分析了共轴三反光学系统中主次镜间距和光轴倾斜量对MTF的影响,计算确定了碳纤维复合材料连接筒的铺层合理形式,完成了复合材料连接筒的优化设计。通过有限元软件MSC．nastran对设计结果进行了分析,结果表明所设计的碳纤维复合材料连接筒满足了高分辨率相机连接筒结构端面变形量小于2μm的刚性使用要求。     

空间红外相机高精度低温光学扫描技术研究

为了解决空间红外相机低温光学系统中的高精度像方扫描问题,研究了基于压电双晶片驱动器的低温扫描技术。分析了低温光学系统的辐射特性。根据该驱动器的运动特点,设计了与之相匹配的扫描运动机构,并在低温下测试了其扫描性能。实验结果表明,在120 K低温下,该扫描系统的扫描幅度能够达到1.2°,扫描精度达到80μrad,基本能够满足低轨红外扫描相机的应用要求。     

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。     

反射型光纤信号干涉调制器

利用光纤传输系统中菲涅耳反射所产生的反射回波和多光束干涉效应设计了一种反射型光纤信号干涉调制器.实验中从X型光纤耦合器输入端输入光波,从输出端输出光波并入射到晶体表面上.将调制信号以电压形式加载于压电陶瓷管用共伸缩振荡来控制光纤端与晶体表面间距离,光信号在光纤端面与晶体表面发生菲涅耳反射产生的回波发生多光束干涉效应,实现对反射光的调制,从光纤耦合器的回波端输出被调制的回波光信号.这种光纤信号调制器主要针对光的振幅调制,实验中获得调制度约为44%,信噪比约为13 dB,带宽约为200 kH z.具有价格低廉、调制度高的特点,可应用于光纤传输信号的调制及信号斩波等.     

反射式计算机光学元件的优化设计

为了避免元件的相位初始值对设计的影响,提出了利用后退波的概念对反射式计算机光学元件的优化设计方法,不需设定相位初始值,就可实现元件的设计。计算机模拟计算结果表明,该方法设计的反射式元件不仅能用于光波,也能用于毫米波段,且具有较高的精度,证明此方法是有效的。     

非接触光学测头在金属强反射表面测量中的应用

强反射表面的高精度金属件和光学件的表面轮廓测量，是形貌检测领域的一个难点．文中提出了一种用于逆向工程领域的自由曲面非接触测量系统，其由三坐标测量机和主动式双目视觉形貌测头组成．通过摄像机标定了视觉测头，利用光学偏振技术消除了金属表面强反射光对测量的干扰．对扫描路径进行了规划，并根据金属表面加工纹理方向，选择采样策略．通过对量块表面的测量，验证了使用非接触方法测量金属强反射表面的可行性．研制测头的精度达到了0．05mm．     

用于地面模拟平台测试光学相机的设计

航空相机检测设备在出厂前需要更高精度相机调试,设计了一种应用于航空相机检测设备-地面模拟平台调试的相机。该相机通过使用非球面镜提高相机的图像质量并减轻整体重量,要达到相同成像效果的球面镜组需要8片透镜,使用非球面镜减轻了相机的重量和体积,设计的光学系预期统焦距为80 mm,最终光学系统的MTF优于34%@91 lp/mm。投入加工并组装相机测试,测试结果表明,非球面镜片达到制造标准,相机的分辨率、成像清晰度和焦距均符合设计要求。     

微内孔形状精度的检测研究

通过研究形状精度检测系统的原理及设计方法,结合图像处理技术,设计了基于直杆光纤镜、CCD摄像机、计算机数据采集卡和图像处理系统的形状精度检测系统,并完成了系统的调试.调试结果表明,该系统检测结果稳定、可靠,克服了传统检测方法的不足.