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基于多准直光的六自由度测量方法 被引量:18
1
作者 吕勇 冯其波 +2 位作者 刘立双 耿蕊 吴思进 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期3597-3602,共6页
提出了一种利用三个CCD探测三路准直光束位置以实现被测物六自由度测量的方法。测量系统包括两部分:一个反射镜和通过连接杆连接的两个CCD为移动部分,固接在被测物上;固定部分的光源、光开关和三个光学准直器产生三路准直光束。其中两... 提出了一种利用三个CCD探测三路准直光束位置以实现被测物六自由度测量的方法。测量系统包括两部分:一个反射镜和通过连接杆连接的两个CCD为移动部分,固接在被测物上;固定部分的光源、光开关和三个光学准直器产生三路准直光束。其中两路分别投射到两个CCD上,第三路经移动部分的反射镜反射回并由第三个CCD探测。被测物发生六自由度变化时,移动部分同步变化,三个CCD探测的光斑位置也随之变化,通过特定算法可解算出被测物六自由度运动。构建了一个可以表征六自由度测量特性的四自由度测量系统。测量结果表明:在相应测量范围内,与双频激光干涉仪或光电自准直仪测量值相比,系统偏摆角最大差值为1.27″,滚转角最大偏差为1.03″,两个平动位移最大偏差均小于1μm。 展开更多
关键词 测量 六自由度 准直光
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大口径、长焦距平行光管装调技术研究 被引量:10
2
作者 何煦 吴国栋 韩冰 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期781-784,787,共5页
主要以焦距7500mm、口径750mm的大型牛顿式平行光管的装调与标定方法为研究对象。该平行光管作为某空间光学系统的检测与标定基准,因此对其装调后的像质稳定性、出射光束平行性、口径对称性、出射光束水平性等参数都提出了极高的要求。... 主要以焦距7500mm、口径750mm的大型牛顿式平行光管的装调与标定方法为研究对象。该平行光管作为某空间光学系统的检测与标定基准,因此对其装调后的像质稳定性、出射光束平行性、口径对称性、出射光束水平性等参数都提出了极高的要求。从平行光管的关键指标参数要求出发,归纳了Φ750mm平行光管进行初步装调,再研究精密装调的技术原理和方案,分析了可能存在的失调量、产生原因与对应的调整方法。介绍了干涉辅助装调的实验过程和其中遇到的问题与解决方法,最终得到了满足技术要求的装调结果。 展开更多
关键词 像差 Zernike系数 干涉检测 光束平行性 自准直光束
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透镜焦距及球面曲率的测量 被引量:7
3
作者 谭宇 《应用光学》 CAS CSCD 1996年第1期44-48,共5页
概述目前透镜焦距及球面曲率半径的测量方法,介绍透镜焦距及球面曲率半径的准直光束补偿测量法的原理,指出该方法的关键是对补偿光束准直性的检测。提出一种用准直光束补偿和横向错位进行干涉测量透镜焦距及球面曲率的新方法。
关键词 准直光束 透镜焦距 球面曲率 几何光学
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采用多准直光束测量六自由度微位移新方法(英文) 被引量:5
4
作者 刘力双 吕勇 +1 位作者 孟浩 黄佳兴 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期438-445,共8页
为实现星载三线阵CCD相机的相机参数在轨测量,提出了一种六自由度微位移测量方法。高亮度LED输出光被准直并耦合到输入光纤。输出光纤末端固定在可移动的被测物体上。光纤输出由多个光纤准直器(≥4)准直,并由系统固定部分中的多个区域... 为实现星载三线阵CCD相机的相机参数在轨测量,提出了一种六自由度微位移测量方法。高亮度LED输出光被准直并耦合到输入光纤。输出光纤末端固定在可移动的被测物体上。光纤输出由多个光纤准直器(≥4)准直,并由系统固定部分中的多个区域阵列的CCD相机(≥4)捕获。根据CCD图像中光点的位置变化来求解被测物体的六自由度位移。为了验证系统模型和六自由度位移计算程序,对该方法进行了理论分析和仿真。结果表明:当平移位移小于100μm且旋转位移小于6′时,典型的4准直测量系统求解误差小于10-5μm和10-4′。并且,当准直器的光斑位置的两个坐标方向上添加-0.5~0.5μm的随机量时,平移误差和旋转误差的3σ分别为0.9μm和0.012′。 展开更多
关键词 六自由度 位移测量 准直光束 CCD相机
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平行光束反射式光纤位移传感器双值问题研究 被引量:1
5
作者 李丽君 张艳艳 +3 位作者 高超 庄启雷 于国亮 魏帅 《光通信研究》 北大核心 2010年第1期63-65,共3页
文章针对平行光束反射式光纤位移传感器存在接收光强与被测位移量间双值对应问题,提出在试件表面设置光敏元件指示试件移动范围的方法来解决双值问题;并提出了双光路结构传感器设计方案,以消除光源波动、反射面反射率差异等因素对测量... 文章针对平行光束反射式光纤位移传感器存在接收光强与被测位移量间双值对应问题,提出在试件表面设置光敏元件指示试件移动范围的方法来解决双值问题;并提出了双光路结构传感器设计方案,以消除光源波动、反射面反射率差异等因素对测量结果的影响;设计了基于C8051F410/2单片机的信号检测硬件电路。 展开更多
关键词 平行光束 双值问题 双光路
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基于准直光束的高精度滚转角测量方法研究 被引量:2
6
作者 郝雯霞 吕勇 +3 位作者 李晓英 陈青山 耿蕊 张明珠 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期281-285,共5页
对于滚转角测量精度低并且难于测量的问题,提出了一种基于准直光束光斑位置变化的高精度滚转角测量方法。当被测物转动时,CCD上2光斑位置随之改变,2个光斑中心连线斜率亦改变。斜率变化由被测物俯仰、偏摆、滚转运动引起。在测量系统中... 对于滚转角测量精度低并且难于测量的问题,提出了一种基于准直光束光斑位置变化的高精度滚转角测量方法。当被测物转动时,CCD上2光斑位置随之改变,2个光斑中心连线斜率亦改变。斜率变化由被测物俯仰、偏摆、滚转运动引起。在测量系统中基于自准直原理测量偏摆角和俯仰角,运用相关的算法,消除由偏摆和俯仰运动引起的滚转角误差,从而实现滚转角的精确测量。同时运用Zemax建立系统仿真模型,进行了滚转角的仿真实验测量。将仿真实验结果输入到滚转角解算模型中解算,结果表明:在0~1 800″范围内滚转角的解算值与Zemax的设定值完全一致,由此验证了测量方法的可行性及正确性。 展开更多
关键词 光学测量 滚转角 准直光束 仿真
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Portable two linearly polarized beams absorption biometric system
7
作者 Der-Chin Chen 《Advances in Bioscience and Biotechnology》 2012年第1期40-45,共6页
The purpose of this paper is to design a portable two linearly polarized beams absorption biometric system (PTLPBABS) that measures the amount of absorption of the visible collimated beam passing by the sample to know... The purpose of this paper is to design a portable two linearly polarized beams absorption biometric system (PTLPBABS) that measures the amount of absorption of the visible collimated beam passing by the sample to know the absorbance of the sample. The measured object in the system is the gold colloid that the sample produces after a biochemical reaction. After measuring the absorbance of the gold colloid we can obtain the concentrations of the waiting-measured sample and further obtain the concentration of chemical solution contained in the sample. The two linearly polarized beams device can be used to enhance rejection of ambient light and causes PTLPBABS to have excellent data stability measured. The process of the double optical path method increases the opportunities that the visible collimated beam is absorbed, which raise the detection sensitivity of the system to a sensitivity of 0.1%. 展开更多
关键词 collimated beam TRANSMITTER RECEIVER Double Optical PATH
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精密运动平台的五自由度误差同时测量方法 被引量:1
8
作者 王丽军 郑煜 +2 位作者 吕文 李继攀 段吉安 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2629-2635,共7页
提出一种同时测量运动平台五自由度误差的方法。采用准直的激光光束作为基准,仅以角锥棱镜作为误差测量的敏感器件,由1个斜方棱镜和聚焦透镜并辅以光电位移传感器组成测量系统。研究结果表明:直线运动平台2个直线度误差和3个角度误差可... 提出一种同时测量运动平台五自由度误差的方法。采用准直的激光光束作为基准,仅以角锥棱镜作为误差测量的敏感器件,由1个斜方棱镜和聚焦透镜并辅以光电位移传感器组成测量系统。研究结果表明:直线运动平台2个直线度误差和3个角度误差可同时测量,且测量头无电缆连接;测量直线度误差的分辨率小于0.1μm,角度误差的分辨率小于1″;直线度和角度测量精度分别达到1μm和5″。测量系统结构简单,易于安装和调节,适用于运动平台多自由度误差精密测量。 展开更多
关键词 同时测量 五自由度 运动误差 准直光束 运动平台
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光束参数对六自由度测量精度的影响 被引量:1
9
作者 刘力双 吕勇 +1 位作者 孟浩 黄佳兴 《激光杂志》 北大核心 2018年第7期42-45,共4页
对一种基于多准直光束的六自由度测量方法的测量精度进行研究。该方法通过固定在被测物体上的多个光纤准直器发出准直光束,入射到固定在不动物体上的面阵CCD相机,系统主控单元控制各光纤准直器相继发光,并分别采集对应CCD相机上的光点图... 对一种基于多准直光束的六自由度测量方法的测量精度进行研究。该方法通过固定在被测物体上的多个光纤准直器发出准直光束,入射到固定在不动物体上的面阵CCD相机,系统主控单元控制各光纤准直器相继发光,并分别采集对应CCD相机上的光点图像,根据CCD相机上光点位置的变化计算出被测物体六自由度位移。论文采用理论分析和软件仿真相结合的方法对六自由度测量方法中准直光束的各种参数对系统测量精度的影响进行了研究。研究结果表明:系统中准直光束的数量越多,光学准直系统的随机误差越小,系统测量结果的误差越小;系统的准直光束以不同方向入射到CCD相机上,且适当增加准直光束的入射角度,能够提高系统测量精度。论文的研究初步建立了基于多准直光束的六自由度测量系统中准直光束参数对测量精度的影响模型,为六自由度测量系统的高精度设计提供了理论基础。 展开更多
关键词 六自由度 位移测量 准直光束 测量精度 CCD相机
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多向平行分光透镜的自由曲面组合设计方法
10
作者 林浩博 万运佳 +2 位作者 刘杰 张健 熊晖 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2017年第11期374-380,共7页
提出一种多向平行分光透镜的自由曲面组合设计方法,可适用于广义朗伯分布的发光二极管(LED)光源,实现任意多向的平行分光。设计了应用于雨量传感器的透镜,在不增加光源的前提下,增加出射的光线路径数量,透镜体积小、光效利用率高,增大... 提出一种多向平行分光透镜的自由曲面组合设计方法,可适用于广义朗伯分布的发光二极管(LED)光源,实现任意多向的平行分光。设计了应用于雨量传感器的透镜,在不增加光源的前提下,增加出射的光线路径数量,透镜体积小、光效利用率高,增大了传感器的光学探测区域,可为相关的光电器件的设计与优化提供便利。理论计算和建模仿真进一步证明了此方案的可行性和有效性。 展开更多
关键词 光学设计 分光透镜 自由曲面 准直光束 LED光源 雨量传感器
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二维机械准直器准直光束的衍射
11
作者 贾辉 姚勇 施伟杰 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1377-1381,共5页
把入射光作为从不同方向入射的空间光,应用傅里叶光学的方法分析了通过机械准直器中一组不同间距的栅格挡光片的物理过程。建立了准直光束的理论计算公式,给出了采用数值方法精确计算准直光束的主要步骤和计算中应注意的问题,计算了空... 把入射光作为从不同方向入射的空间光,应用傅里叶光学的方法分析了通过机械准直器中一组不同间距的栅格挡光片的物理过程。建立了准直光束的理论计算公式,给出了采用数值方法精确计算准直光束的主要步骤和计算中应注意的问题,计算了空间频率分布。对于从各方向入射的光辐射,证明了机械准直器的准直性能,对于平行光入射,计算了通过机械准直器的光辐射衍射,衍射超出了准直器的几何阴影区,得到了准直光束空间频率的二维分布图形。与国外一维的方法相比,该方法更准确、快捷,计算结果与实验数据比较,更接近实验结果。 展开更多
关键词 信息光学 准直光束 空间频率 傅里叶变换 机械准直器
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基于自由曲面的产生五向准直光束的元件
12
作者 张婧京 杨波 +2 位作者 钱伟 张薇 万新军 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期529-533,共5页
为了实现光束沿多向准直出射的要求,提出了基于自由曲面的光学器件设计方法。该光学器件是四个侧面为自由曲面、上表面为准直透镜的空心梯形台。基于微分几何理论和折射定律,建立梯形台侧面轮廓曲线上的点所满足的方程,结合Matlab软件... 为了实现光束沿多向准直出射的要求,提出了基于自由曲面的光学器件设计方法。该光学器件是四个侧面为自由曲面、上表面为准直透镜的空心梯形台。基于微分几何理论和折射定律,建立梯形台侧面轮廓曲线上的点所满足的方程,结合Matlab软件数值计算出自由曲面轮廓曲线的离散数据点,将数据点导入Solidworks中进行曲线拟合并建模,进而得到梯形台侧面的实体模型;运用CodeⅤ软件设计出上表面准直透镜。将自由曲面面型数据和准直透镜数据导入到Lighttools软件中进行了仿真模拟,结果表明,该光学器件可实现光线五向准直出射。 展开更多
关键词 几何光学 自由曲面 准直光束 数值计算
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光开关实现多测量光路的可行性研究
13
作者 弋青锐 吕勇 王凯 《北京信息科技大学学报(自然科学版)》 2011年第5期70-74,共5页
针对准直光束测量中对多测量光路的需求,对应用光开关进行分光的方法进行了探讨。利用LED光源、准直器、1×4光开关及CCD相机搭建了测试系统。通过采集光开关分光后得到的多路准直光斑图像,对光斑的光强分布及相关性进行了分析,此外... 针对准直光束测量中对多测量光路的需求,对应用光开关进行分光的方法进行了探讨。利用LED光源、准直器、1×4光开关及CCD相机搭建了测试系统。通过采集光开关分光后得到的多路准直光斑图像,对光斑的光强分布及相关性进行了分析,此外,对光开关工作在静态、动态时光斑定位中心的稳定性进行了测试。实验结果表明,应用光开关实现的多测量光路具有良好的同源性和稳定性,是一种可行且有效的分光方法。 展开更多
关键词 光开关 多光路 准直 光斑 稳定性
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激光准直扩束设计和仿真 被引量:9
14
作者 李建新 《装备制造技术》 2009年第3期28-31,共4页
从哈特曼法自动测量像差所需解决的准直(平行)光束出发,基于高斯光学理论,从工程角度分析了大倍率准直扩束系统的原理,实现了改变激光光束直径和发散角的准直扩束系统的设计,并通过仿真得到了验证,满足了光学系统的哈特曼像差测量要求。
关键词 光学测量 激光器 准直扩束
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准直激光束水下光斑的变化规律研究 被引量:9
15
作者 刘应状 朱耀庭 +2 位作者 朱光喜 马泳 彭复员 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第7期617-620,共4页
从光在介质中传输的物理过程出发 ,获得了准直激光束的水下光斑随深度变化的解析表达式 ,可以较好地解释不同水质。
关键词 机载激光 准直激光束 水下光斑
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紫外线消毒反应器的生物验证试验研究 被引量:6
16
作者 李张卿 刘文君 +1 位作者 孙文俊 朱晓辉 《中国给水排水》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期48-50,共3页
紫外线消毒技术存在无持续消毒效应、不能在线监测等缺点,因此为了保证紫外线消毒的安全可靠,必须对所设计的紫外反应器进行生物验证试验,以确保反应器的消毒效果和剂量。通过对加拿大紫外消毒反应器在不同透光率下的消毒效果和剂量进... 紫外线消毒技术存在无持续消毒效应、不能在线监测等缺点,因此为了保证紫外线消毒的安全可靠,必须对所设计的紫外反应器进行生物验证试验,以确保反应器的消毒效果和剂量。通过对加拿大紫外消毒反应器在不同透光率下的消毒效果和剂量进行研究,建立了该反应器所对应的紫外线剂量—灭活率曲线。结果表明,该反应器对MS-2噬菌体具有良好的灭活效果。 展开更多
关键词 紫外线消毒反应器 MS-2噬菌体 生物验证 准平行光设备
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近海面大气湍流中准直高斯光束光斑扩展实验 被引量:4
17
作者 王红星 宋博 +1 位作者 吴晓军 陈典将 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期124-130,共7页
光斑扩展是光束在大气湍流中传输时的一个重要效应。利用光束动态变化测试系统在烟台地区近海面进行了准直高斯光束传输实验,在测量光斑扩展、温度、相对湿度和大气折射率结构常数等数据的基础上,分析了近海面准直高斯光束光斑扩展的变... 光斑扩展是光束在大气湍流中传输时的一个重要效应。利用光束动态变化测试系统在烟台地区近海面进行了准直高斯光束传输实验,在测量光斑扩展、温度、相对湿度和大气折射率结构常数等数据的基础上,分析了近海面准直高斯光束光斑扩展的变化特征。分别选择不同距离的链路和不同时间段进行实验,分析光斑扩展的变化情况。研究结果表明:近海面大气湍流中的光斑扩展半径与大气折射率结构常数相关性在晴朗时比风浪较大时要好。在风浪较大时,光斑扩展半径与大气折射率结构常数相关性较差,但在一定时刻与温度和相对湿度相关性较好;在链路距离相同的条件下,夜间光斑扩展半径明显小于昼间,且夜间光斑起伏幅度也小于昼间。 展开更多
关键词 大气光学 光通信 近海面 大气湍流 准直高斯光束 光斑扩展
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三维形貌测量激光雷达光学系统设计 被引量:4
18
作者 张欣婷 亢磊 安志勇 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期337-342,共6页
利用差频干涉原理设计了基于迈克尔逊干涉仪的激光雷达测距系统,该系统配合轴角编码器,可实现三维形貌测量。介绍了激光雷达发射系统和接收系统的设计,发射系统根据高斯光束准直理论,确定光学系统的相关参数,设计了可用于2m^18m范围内... 利用差频干涉原理设计了基于迈克尔逊干涉仪的激光雷达测距系统,该系统配合轴角编码器,可实现三维形貌测量。介绍了激光雷达发射系统和接收系统的设计,发射系统根据高斯光束准直理论,确定光学系统的相关参数,设计了可用于2m^18m范围内的激光测距系统,同时利用Zemax的宏语言编程,绘制出变倍曲线。接收系统根据激光雷达测距方程,确定目标的相关参数,以获取最大的回波能量,并通过光学系统将回波光束耦合进光纤。该系统实现了发射、接收共光路,可用于轨道客车的子弹头面型的非接触测量及其他复杂的三维面型,具有测量速度快、精度高的特点,有着很广阔的发展前景。 展开更多
关键词 光学设计 激光雷达 准直扩束 发射/接收共光路 宏语言编程
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工业CT的数据采集方式 被引量:3
19
作者 王培容 李姣军 《重庆工学院学报》 2002年第3期72-75,共4页
工业CT ,是在无损状态下获得被检断面的二维灰度图象 ,以图象的形式展现被检物体内部的结构特征。在介绍了工业CT的几种扫描方式的基础上 ,较详细地分析了窄角扇束扫描方式下的数据重排方案。
关键词 工业CT 平行束扫描 窄角扇束扫描 广角扇束扫描
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近海面大气湍流中准直光束漂移特征的实验研究 被引量:3
20
作者 王红星 吴晓军 宋博 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期39-47,共9页
光斑漂移是光束在湍流大气中传输时的一个重要效应。利用CCD成像技术在烟台地区近海面进行了准直高斯光束传输实验,并在实测数据的基础上,分析得到了近海面准直高斯光束的漂移特性。研究结果表明:水平漂移幅度大于垂直漂移幅度,对于1.2... 光斑漂移是光束在湍流大气中传输时的一个重要效应。利用CCD成像技术在烟台地区近海面进行了准直高斯光束传输实验,并在实测数据的基础上,分析得到了近海面准直高斯光束的漂移特性。研究结果表明:水平漂移幅度大于垂直漂移幅度,对于1.21 km近海面路径而言,前者介于5.25-10.69 mm之间,后者介于4.45-8.59 mm之间,两者之比的平均数为1.33,小于其他环境下聚焦光束的比值,随着传输距离的增加,它们之间的差异逐渐缩小,夜间时段的比值大于白天时段的比值,并且近海面不同时段的光束漂移幅度差别较小。此外,还对测试期间的大气折射率结构常数进行了简要分析。 展开更多
关键词 大气光学 激光传输 大气湍流 海面环境 准直光束漂移 大气折射率结构常数
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