面向激光探测的精密光机系统研制及应用 被引量：1

1

作者 沈正祥 余俊 +1 位作者 王晓强 王占山 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第21期2737-2751,共15页

面向激光探测需求,创建了涵盖“光学设计-结构设计-元件制造-装调集成-性能评价和应用”的精密光机系统全环节研发平台。发展了“光学设计-结构设计-力热学设计”高效耦合的综合设计方法,建立了基于光机误差分解的精密装配集成方法,形... 面向激光探测需求,创建了涵盖“光学设计-结构设计-元件制造-装调集成-性能评价和应用”的精密光机系统全环节研发平台。发展了“光学设计-结构设计-力热学设计”高效耦合的综合设计方法,建立了基于光机误差分解的精密装配集成方法,形成了透射光学系统定心装调、反射光学系统的高精度集成装配流程和技术,配备了光学系统波前和成像性能检测仪器,支撑了多种复杂功能的精密光机系统的研制。本文全面梳理了同济大学面向激光探测需求的精密光机系统和仪器研制方面的科研工作,针对我国“星光Ⅲ”强激光装置的探测需求,研制了首套联合视频合成孔径雷达和扫描光学高温计的主被动复合诊断装置和辐射高温光学测量系统,共同为“星光Ⅲ”开展超高压物态方程实验提供了技术支撑与诊断测试手段。面向海环境下目标与环境激光散射特性的测量需求,研制了发散光激光雷达散射截面测量装置和双功能平行光LRCS激光测量装置,实现了模拟海环境下标准散射体与海环境的激光散射特性的精确测量,为超低空激光雷达研制提供了数学模型和实验数据。 展开更多

关键词 激光探测 光学系统 光机设计 装配集成 视频合成孔径雷达 扫描光学高温计 激光雷达散射截面测量

下载PDF 职称材料

车载式1064nm米氏散射激光雷达的研制 被引量：10

2

作者 袁林 刘博 +4 位作者 王邦新 钟志庆 陈涛 戚福弟 周军 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1721-1725,共5页

为了探测大气气溶胶1064 nm波长后向散射系数垂直廓线和大气水平能见度,研制了一台车载式1064 nm米氏散射激光雷达系统(MMSL)。介绍了该激光雷达系统的结构和技术指标,叙述了光学机械结构的设计与装校,解决了激光雷达系统结构的稳定性... 为了探测大气气溶胶1064 nm波长后向散射系数垂直廓线和大气水平能见度,研制了一台车载式1064 nm米氏散射激光雷达系统(MMSL)。介绍了该激光雷达系统的结构和技术指标,叙述了光学机械结构的设计与装校,解决了激光雷达系统结构的稳定性、激光发射光束与接收光学单元光轴的平行以及运输过程中的防振等问题。简要叙述了相关的数据处理方法,给出了该激光雷达与美国Belfort 6230A能见度仪探测大气能见度的对比结果,两者具有较好的一致性。与较早前研制成功并已应用于常规观测的一台532 nm米氏散射激光雷达进行了大气后向散射系数的对比验证实验,两者的探测结果具有很好的相关性。结果表明,该激光雷达具有较高可靠性和准确性。 展开更多

关键词 激光雷达 米氏后向散射系数 光学机械设计 气溶胶

原文传递

航空相机光学镜头被动消热一体化设计与验证分析 被引量：6

3

作者 王春雨 王聪 +2 位作者 牛锦川 赵英龙 张生杰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期220-227,共8页

航空相机的使用环境温度变化范围较大,温度的变化会在相机光学镜头中产生温度梯度,影响相机成像质量。为保证相机光学系统的成像质量,需要对镜头在一定温度范围内进行消热设计。运用ZEMAX光学设计软件对某航空相机光学系统进行了热分析... 航空相机的使用环境温度变化范围较大,温度的变化会在相机光学镜头中产生温度梯度,影响相机成像质量。为保证相机光学系统的成像质量,需要对镜头在一定温度范围内进行消热设计。运用ZEMAX光学设计软件对某航空相机光学系统进行了热分析,并根据分析结果运用ANSYS软件实现了多片式、大视场角光学镜头被动式消热光机一体化设计,通过镜头内部补偿环节沿轴向的微位移改变镜间距,实现对光学系统不同温度下像质的补偿。同时,研制消热补偿试验件,采用一种高精度光学非接触式在线直接检测微位移的方法,精度达到±1μm,完成了消热补偿试验件微位移测试。结果表明:不同温度下的微位移量与分析数据一致,最后通过对采用该消热一体化设计的实际航空镜头在不同温度下的像质检测,验证了该设计的有效性,镜头在各温况下性能良好。 展开更多

关键词 航空相机 光机一体化设计 温度梯度 被动式消热补偿 非接触式在线检测

下载PDF 职称材料

大口径热不敏星敏感器光机设计与分析

4

作者 刘永清 高天元 韩旭 《红外技术》 CSCD 北大核心 2024年第1期31-35,共5页

为满足大口径长焦距星敏感器的需求,对一种大口径热不敏星敏感器进行光机设计,根据指标要求,对热不敏系统进行光机热集成分析。使用MSC.Patran软件对主次镜结构施加温度载荷,计算出主次镜结构的热弹性变形,先利用MSC.Nastran软件计算热... 为满足大口径长焦距星敏感器的需求,对一种大口径热不敏星敏感器进行光机设计,根据指标要求,对热不敏系统进行光机热集成分析。使用MSC.Patran软件对主次镜结构施加温度载荷,计算出主次镜结构的热弹性变形,先利用MSC.Nastran软件计算热变形后节点的刚体位移,再利用Sigft光机接口软件分析得到变形后主次镜表面的Zernike多项式系数。将结果导入Zemax中,预判镜片面型变化以及刚体位移对弥散斑、光轴漂移量及波像差的影响。最后通过在20℃±5℃的温度范围内装调测试验证了系统性能满足指标要求以及光机热集成分析的准确性,提供了一套准确快捷的光机热集成分析流程。 展开更多

关键词 星敏感器 光机设计 弥散斑 光机热集成分析

下载PDF 职称材料

应用于水陆两栖潜水车的小型监控物镜研究

5

作者 刘禹彤 《科技资讯》 2024年第12期84-87,共4页

水陆两栖潜水车是未来汽车发展的方向之一,是汽车技术进一步向高端应用拓展的技术补充。针对水陆两栖潜水车对水下行驶过程超高清视频记录的需求,基于应用光学基本理论和Zemax光学设计软件,完成了以半球罩玻璃为视窗的小型水下定焦监控... 水陆两栖潜水车是未来汽车发展的方向之一,是汽车技术进一步向高端应用拓展的技术补充。针对水陆两栖潜水车对水下行驶过程超高清视频记录的需求,基于应用光学基本理论和Zemax光学设计软件,完成了以半球罩玻璃为视窗的小型水下定焦监控物镜设计,以适配微光监控相机。该系统光学总长度为58 mm,水下对角线视场角64°;当奈奎斯特频率为120 lp/mm时,系统的MTF均大于0.3,畸变为6%。该镜头结构简单紧凑,成像质量高,同样适用于其他水下运动平台。 展开更多

关键词 水陆两栖潜水车 水下光学镜头 光机结构设计 视频监控

下载PDF 职称材料

星载偏振扫描仪环境适应性设计与验证 被引量：3

6

作者 凌明椿 宋茂新 +3 位作者 洪津 陶菲 邹鹏 孙真 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期158-167,共10页

偏振扫描仪(POSP)是一台分孔径、分振幅同时偏振测量的遥感器。简要介绍了POSP的光机系统设计以及部分指标要求。为保证测量精度,针对仪器在运输与发射阶段力学以及在轨运行的热环境,对POSP光机进行了环境适应性设计与分析,并通过热真... 偏振扫描仪(POSP)是一台分孔径、分振幅同时偏振测量的遥感器。简要介绍了POSP的光机系统设计以及部分指标要求。为保证测量精度,针对仪器在运输与发射阶段力学以及在轨运行的热环境,对POSP光机进行了环境适应性设计与分析,并通过热真空与鉴定级力学试验进行验证。试验结果表明,仪器的基频约为110 Hz,各阶模态与仿真结果基本吻合,整机强度和刚度满足要求;热真空试验后,仪器遥感测量输出正常,光机各部组件工作正常。在热、力学试验前后分别进行了整机性能测试,结果显示试验前后视场重合度均大于90%,偏振精度优于0.5%。该仪器具有良好的空间热以及力学环境适应性,满足仪器地面和在轨稳定、可靠的工作需求。 展开更多

关键词 遥感 光机系统设计 环境试验 性能测试

原文传递

红外导引头光学系统的抗干扰设计 被引量：2

7

作者 李荣刚 张兴德 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2005年第9期660-661,共2页

文章详细地介绍了某红外导引头所采用的折反式光学系统,并对红外光学系统中产生的干扰进行了深入的分析与讨论。在此基础上,提出了合理的抗干扰措施,通过对红外导引头光学系统进行光机一体化,进一步提高了系统的总体性能。试验结果表明... 文章详细地介绍了某红外导引头所采用的折反式光学系统,并对红外光学系统中产生的干扰进行了深入的分析与讨论。在此基础上,提出了合理的抗干扰措施,通过对红外导引头光学系统进行光机一体化,进一步提高了系统的总体性能。试验结果表明:该系统有着良好的抗干扰性能,满足总体性能指标要求。 展开更多

关键词 红外导引头 折反式光学系统 抗干扰 光机一体化

下载PDF 职称材料

铝基离轴三反系统光机一体化设计

8

作者 杨加强 刘宏旭 +2 位作者 刘秋佐 冯位欣 李江勇 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期900-905,共6页

针对红外成像领域离轴三反系统在批产中存在生产效率低、产品一致性差、抗振动和无热化等工程化要求高的问题,本文舍弃传统的手动抛光等加工工艺,以高精度精密数控加工技术为基础,确定零件的形位公差、尺寸公差和面型等参数的加工工艺,... 针对红外成像领域离轴三反系统在批产中存在生产效率低、产品一致性差、抗振动和无热化等工程化要求高的问题,本文舍弃传统的手动抛光等加工工艺,以高精度精密数控加工技术为基础,确定零件的形位公差、尺寸公差和面型等参数的加工工艺,采用光机一体化设计方法设计一款用于中长波红外成像的铝基离轴三反系统。系统指标为有效口径150mm,扩束比4倍,视场角28°×24°,工作波段37~48μm和77~103μm。分别介绍了系统的光学设计、无热化设计、消应力设计和轻量化设计结果,并在常温和高低温下对成像效果进行了测试。实验表明,该系统能够满足中长波红外系统的成像需求。 展开更多

关键词 离轴三反 铝基反射镜 光机一体化 消应力设计 无热化

下载PDF 职称材料

纳卫星激光反射器光机设计及激光测距分析 被引量：7

9

作者 张海峰 程志恩 +3 位作者 李朴 汤凯 李勰 张忠萍 《飞行器测控学报》 CSCD 2016年第1期21-27,共7页

针对我国首个大气密度探测纳卫星高精度测轨应用需求,设计了重量约112g、有效反射面积大于1cm2、外形尺寸为Φ96mm×20mm的轻型八棱台结构被动型激光反射器,作为无功耗载荷应用于纳卫星激光精密测轨,解决了纳卫星高精度独立测轨和... 针对我国首个大气密度探测纳卫星高精度测轨应用需求,设计了重量约112g、有效反射面积大于1cm2、外形尺寸为Φ96mm×20mm的轻型八棱台结构被动型激光反射器,作为无功耗载荷应用于纳卫星激光精密测轨,解决了纳卫星高精度独立测轨和外部轨道精确标定问题。利用地面激光测距台站开展卫星跟踪和精密测量,提供亚厘米级精度的激光测量数据。根据激光雷达测距方程及地面测距系统参数,分析了纳卫星激光回波信号强度,以及激光观测数据精度。测量结果表明,纳卫星激光反射器设计结果与实测数据相符,测距数据精度达8~9mm,可以满足纳卫星高精度激光测距要求,并支持卫星精密定轨及大气密度探测科学任务。 展开更多

关键词 纳卫星 大气密度探测 激光反射器光机设计 高精度激光测轨 观测试验

下载PDF 职称材料

光学镜头光学机械一体化CAD软件设计 被引量：1

10

作者 胡君 杨近松 孙辉 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2002年第3期307-312,共6页

光学镜头光学与机械一体化CAD软件应用多数据库通信技术 ,首次改变了光学镜头分光学与机械两阶段的传统设计模式 ,实现光学与机械设计一次成功 ,跨越了机械设计阶段中的结构设计和大量零部件制图工作。通过系统提供的建立光学系统、光... 光学镜头光学与机械一体化CAD软件应用多数据库通信技术 ,首次改变了光学镜头分光学与机械两阶段的传统设计模式 ,实现光学与机械设计一次成功 ,跨越了机械设计阶段中的结构设计和大量零部件制图工作。通过系统提供的建立光学系统、光线追迹、像差计算、变焦距设计、像质评价和系统连接等程序模块完成光学系统设计与计算 ,并建立了光学设计参数和系统参数数据库。经选取该数据库的参数和光学系统型式后 ,系统控制程序运行自建的公用函数库和机械零部件数学模型程序库 ,达到自动生成光学镜头机械结构零部件图的目的 ,使光学镜头机械结构实现自动化设计。 展开更多

关键词 光学镜头 光学机械一体化 CAD 软件设计

下载PDF 职称材料

广角多通道成像探测仪主光学系统的结构设计

11

作者 张韬 吴航行 王模昌 《科学技术与工程》 2007年第5期810-815,共6页

介绍了广角多通道成像探测仪主光学装置光学系统和机械结构的设计,分析了光学系统的成像质量,利用有限元技术对机械结构进行了分析和计算,得到了满足仪器性能要求的设计结果。

关键词 广角多通道成像探测仪 光学设计 机械设计 有限元分析

下载PDF 职称材料

光学系统温度效应分析和无热化设计 被引量：9

12

作者 岑兆丰 李晓彤 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2009年第2期63-67,共5页

建立了用于温度效应分析的光学系统热模型,提出了一种光学机械综合优化的被动补偿方法,该方法将光学系统中光学元件和相关机械零件温度特性统一参与光学系统优化设计,保证在较大的温度范围内都可以有很好的成像质量。设计实例表明,采用... 建立了用于温度效应分析的光学系统热模型,提出了一种光学机械综合优化的被动补偿方法,该方法将光学系统中光学元件和相关机械零件温度特性统一参与光学系统优化设计,保证在较大的温度范围内都可以有很好的成像质量。设计实例表明,采用这个方法可以在不增加光学和机械结构复杂度的情况下得到良好的光机被动无热化效果。 展开更多

关键词 光学系统设计 温度效应 光学 机械被动补偿 无热化设计

原文传递