微变形镜补偿激光器波前畸变

推导出热畸变与微变形镜镜面形变量及反射镜驱动单元上电压的关系,建立了补偿激光器腔内畸变的自适应光学系统试验平台．试验结果表明,给变形镜的37个驱动电极施加不同的控制电压,改变镜面弯曲程度．能有效校正激光波前畸变,为基于微变形镜的自适应光学在热畸变校正系统中的应用提供了必要的试验依据．     

MEMS光开关静电驱动结构的研究

对MEMS光开关的悬臂驱动结构进行了设计,考虑到采用湿法腐蚀技术制作的微反射镜与设计尺寸偏差较大,会对光开关的性能产生一定影响,提出了一种扭臂和微反射镜相平行的光开关悬臂驱动结构,该种结构能够实现大面积微反射制作的同时,而不提高光开关的驱动电压,具有结构紧凑,便于集成的优点。采用该悬臂驱动结构,成功制作了8×8光开关阵列,单面微反射镜面积达到180μm×600μm,在65V的驱动电压下,能够实现微反射镜180μm的大位移。     

高重复频率脉冲激光辐照下反射镜热变形及其对光束质量的影响

该文采用斐索干涉仪实时测量了波长532 nm,重复频率10 kHz高功率固体激光辐照下镀高反膜反射镜表面热变形,研究了电子束蒸发技术制备的反射镜的热变形情况,使用光学软件模拟研究了反射镜热变形对光束质量的影响。结果表明反射镜热变形与激光功率呈线性关系;不同批次或同一批次的反射镜热变形量具有较大的差异;在激光功率150 W时,最大热变形量达到1.7μm,Strehl比降到0.209。     

基于体硅工艺的微反射镜的原理性实验

基于体硅工艺的微反射镜具有体积小、质量轻、驱动电压低、偏转角度大等优点,在激光敌我识别和光通信等领域都有着广泛的应用。该文设计了一种基于体硅工艺的微反射镜,其偏转角度可以通过驱动电压控制;对这种结构建立了理论模型,对吸合电压、吸合角度和固有频率进行了分析;简要介绍了这种微反射镜的加工工艺;并对微反射镜样机做了原理性实验研究。微反射镜镜面面积为1240μm×980μm,最大偏转角度约为2.6°,吸合电压约为27V,固有频率为750Hz左右。     

强激光反射镜体结构对镜面热变形的影响

对于高功率激光器谐振腔反射镜在高能光辐照下的热变形问题,通过对不同镜体结构的热变形的效果分析,说明镜体结构决定了热变形的效果.比较了不同的镜体结构镜面热变形的有限元软件计算结果,得到较优的镜体结构:对于圆形的Si反射镜,去掉光照背面中心区域以外的环形区域有利于减小热变形,环形区域保留5 mm厚比较适宜;光照背面的中心区域的直径大小为40～60 mm比较适宜.结果还表明,通过优化镜体结构的方式对减小镜面热变形是非常有效的.热台架实验结果与数值模拟结果相符.     

无舵面飞机变弯度机翼承载/变形一体化设计

为通过机翼弯度变化实现对无舵面飞机的控制、改善其气动性能,需要协调结构变形、力学承载和轻质设计三者之间的关系。针对传统机械驱动机构造价高、重量大和智能材料驱动机构承载能力弱的缺陷,通过承载/变形一体化设计方法,充分考虑机翼气动载荷的特点,协调配置机械驱动机构与智能材料驱动机构,结合拓扑优化设计,提出一种无舵面飞机变弯度机翼承载/变形一体化设计方案。结果表明,无舵面飞机可在不同飞行环境下改变机翼弯度以承受多种载荷条件,对提高飞机的飞行性能、飞行效率和适应飞行环境的能力具有积极意义。     

快中子照相CCD成像系统反射镜组件设计

基于反射镜组件的刚度、强度和热尺寸稳定性,采用背部4点支撑方案设计了反射镜组件。对反射镜组件进行的静、动态刚度及热尺寸稳定性分析结果表明,反射镜在重力载荷和4℃温升载荷及温度和重力耦合变形下,面形精度达到PV≤λ/10,RMS≤λ/50(λ=400nm)。模态分析结果证明该结构有足够的动态刚度。     

一种新的Mems变形反射镜主要性能参数测试

通过对37单元Mems变形镜面形的测量得到了变形镜的电压-位移静态曲线。通过对自适应光学微变形反射镜理论研究推导和实验测试,导出了变形反射镜光学影响函数的矩阵并由此得到电压控制矩阵,从而利用控制电压校正了变形镜的初始面形,为系统波前畸变校正提供了与理论相一致的实验依据。对变形镜校正能力进行了测评,为今后全面优化设计微变形反射镜及其更完美的适应自适应光学系统的需要提供了实验数据与理论支持。     

逆向反射镜反光模型的建立

从理论角度分析逆向反射镜（三面直角棱镜阵列形式）的二面直角偏差及其工作姿态（入射角、观察角、旋转角）等因素对反射光光能分布的影响，建立起逆向反射镜反光模型．对逆向反射镜的加工、使用及光度测试均有一定指导作用     

光电跟踪系统结构动态特性分析及优化

针对光电跟踪系统在振动冲击环境条件下结构发生变形导致跟踪精度下降的问题,应用Ansys软件对其结构动态特性进行分析和优化.建立了结构有限元模型,通过应用激光测振仪测试系统在约束情况下的固有频率和振型,验证了有限元模型的正确性与合理性.对系统在给定振动冲击环境条件下,反射镜与各姿态轴之间最大相对转角和角速度进行了数值模拟.通过对基座与反射镜进行结构优化,使系统在满足轻量化要求条件下,反射镜与各轴的最大相对角速度满足了指标要求,从而保证了系统的跟踪精度.     

大口径空间望远镜变形镜校正能力分析

为满足大口径长焦距空间望远镜在轨像差校正的要求,提出采用出瞳变形镜技术方案。首先分析了在轨误差源以及主动校正像差的必要性,建立了变形镜高斯影响函数模型,给出变形镜控制矩阵和控制电压解算方法;在此基础上,通过对波前畸变模拟校正误差分析,确定方法的有效性。通过有限元对主镜在轨工况条件分析,得到离散点坐标值及相应的位移值,处理数据用于出瞳变形镜校正,完成在轨主动光学校正全链路仿真。     

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.     

激光束空间模式实时调控与模拟

在激光束空间模式可调性研究基础上，对已建立的调控系统，波前重构和变形反射镜波面拟合的三部分数学模型进行了模式的进一步实时调控及其计算机模拟，研究了激光加工过程能量空间分布的实时任务调控方法，并将其应用于对激光束的刃磨，计算模拟表明了刃磨光束在激光精密加工和新的激光成形方法中的有效性。     

微小型自适应光学系统的信号处理

微小型自适应光学系统的信号处理机以PC机为主控机,以TMS320VC549为信号处理器,PC机功能强,便于实现阵列光斑图像图时显示,波面实时显示,变形镜响应矩陈测试等功能,TMS320VC549运算速度快,保证了控制系统的带宽,已完成的信号处理机与光机系统进行了联调实验,实验表明,信号处理机满足带宽及精度要求,且实时显示和变形镜响应矩阵测试功能极大地方便了实验。     

激光束空间模式可调性与变换研究

利用自适应光学技术,对激光进行模式变换,可将高斯光束转换为均匀的矩形光班,通过采用变形反射镜技术来具体实现对光束空间模式的变换。研究了激光加工过程能量空间分布的实时任意调控原理与方法,试验分析了可主我束对材料的作用规律,从而实现对激光束的刃磨。实验证明此法可提高激光加工的质量和能力。     

基于MMDM的微小型自适应光学系统实验研究

建立了由微机械薄膜变形镜（MMDM）构成的微小型自适应光学系统,该系统具有低成本、低能耗、体积小的特点．在实验中验证了MMDM单个电极控制电压与其变形量的近似平方关系以及各电极产生形变的近似线性叠加关系．用叠代算法来控制MMDM,对系统进行了闭环实验与分析,结果表明此类系统可应用于星载光学系统．     

异常高压变形介质油藏的开发动态特征研究--以尕斯库勒油田E3油藏为例

目的 通过研究异常高压变形介质油藏的开发动态特征，探讨该类油藏的开发模式。方法以尕斯库勒油田E3异常高压变形介质油藏为例，应用变形介质渗流理论，结合渗透率地层条件下模拟试验及典型井组生产动态数据分析，研究异常高压下变形介质油藏开发特征及合理开发模式。结果异常高压变形介质油藏表现出不同于常规油藏的开发动态特征，在开发过程中随着地层压力的下降，介质弹塑性形变，渗透率大幅度下降，不同结构的岩石发生不同程度的弹塑性形变；当关井恢复压力时油藏渗透率有所恢复，但随地层压力的进一步下降，介质发生不可逆形变，渗透率将逐渐下降，从而使油井产能降低；变形介质油藏具有特殊的弹塑性驱动渗流指示曲线特征，油井产量随压差增加到一定极限后，再增加压差产量随之下降。结论变形介质油藏的开发应尽可能在原始地层压力下开采，在合理生产压差下开发。     

平面镜的平移对杨氏模量影响的讨论

利用静力拉伸法测量杨氏模量是一个经典的实验,测量仪的组件——光杠杆的平面镜与两前尖处于同一竖直平面内,后尖足既细又长,使得光杠杆的重心处于支承面的边缘线上,这是一种典型的不稳定结构,在测量过程中存在光杠杆容易翻落摔坏的隐患,当把平面镜的位置平移后可改变不稳定结构的状况。为此对光杠杆平面镜位置平移前后的光路进行分析,讨论它对测量杨氏模量的影响。