大视场大相对孔径长波红外扫描光学系统设计 被引量：9

1

作者 范哲源 杨洪涛 +5 位作者 屈恩世 张建 曹剑中 张志 陈卫宁 武力 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期2740-2744,共5页

采用288×4线阵探测器及二次成像方式设计了一种工作于7.5～10.5μm的大视场大相对孔径长波红外扫描型光学系统,系统凝视视场角为28°×21°,采用摆镜同楔形镜扫描扩展后系统视场角为78°×57°,该系统具... 采用288×4线阵探测器及二次成像方式设计了一种工作于7.5～10.5μm的大视场大相对孔径长波红外扫描型光学系统,系统凝视视场角为28°×21°,采用摆镜同楔形镜扫描扩展后系统视场角为78°×57°,该系统具有大相对孔径、F数为1.67、高成像质量等特点。由于长波红外可用材料有限,设计中采用锗材料和硒化锌材料校正色差,引入非球面校正系统球差,系统设计结果显示其成像质量接近衍射蓟县,色差矫正良好,在空间频率为20 lp/mm处,调制传递函数(MTF)均在0.3以上,能量集中度大于70%。 展开更多

关键词 光学系统设计 楔形镜 长波红外 大相对孔径 调制传递函数

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高精度楔形棱镜加工中的检测技术 被引量：6

2

作者 冀永曼 杨应坡 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期568-573,共6页

棱镜广泛应用于各种光学系统中。实际应用中,仅有部分具有特定角度的棱镜能够达到较高的形位精度,主要受到这类光学元件加工过程中检测能力的限制。对一个非特殊夹角的楔形棱镜,提出粗加工和精加工过程的加工工艺和检测方法。该楔形棱... 棱镜广泛应用于各种光学系统中。实际应用中,仅有部分具有特定角度的棱镜能够达到较高的形位精度,主要受到这类光学元件加工过程中检测能力的限制。对一个非特殊夹角的楔形棱镜,提出粗加工和精加工过程的加工工艺和检测方法。该楔形棱镜最终达到的精度为:有效口径内面形误差PV值优于0.2λ(1λ=632.8nm),楔角误差和塔差优于5″。结果表明加工工艺和检测方法,可以实现楔形棱镜的高精度制造,对于其他夹角的此类光学元件制造也能提供有效指导。 展开更多

关键词 楔形棱镜 坐标测量 光学测量 确定性抛光 形位误差

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双楔镜腔长微调节结构研究

3

作者 张振国 李英一 +1 位作者 鞠有伦 吕志伟 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第8期280-289,共10页

腔长微调节结构在光学谐振器里有重要应用。一种由双楔镜组成的腔长微调节结构被提出,该结构可实现不依赖于腔镜的腔长调节。双楔镜结构由斜面平行对立放置的两个直角楔镜构成,通过在垂直方向上驱动楔镜移动实现双楔镜内部光程改变,进... 腔长微调节结构在光学谐振器里有重要应用。一种由双楔镜组成的腔长微调节结构被提出,该结构可实现不依赖于腔镜的腔长调节。双楔镜结构由斜面平行对立放置的两个直角楔镜构成,通过在垂直方向上驱动楔镜移动实现双楔镜内部光程改变,进而改变所处谐振腔内光路的光程。双楔镜结构对光程改变量的理论计算公式被建立,根据公式,光程改变量与楔镜楔角大小成正相关关系,与楔镜折射率成正相关关系,与楔镜振幅成线性关系。楔镜的楔角和折射率共同决定双楔镜结构的光程调节效率。经理论设计,楔角29°、折射率1.81的YAG双楔镜结构具有较高的调节效率和较小的光损耗,调节系数为0.53。实验上,以双角锥环形腔为基础,实现了双楔镜结构对腔长的调节,验证确定了双楔镜结构对腔长调节的可行性和有效性。讨论分析了双楔镜结构的变形结构:直角面对立双楔镜结构、基于正楔镜的双楔镜结构、多级双楔镜结构的光程调节性能。对比了双楔镜结构和其变形结构在光程调节效率、光损耗、光路调节难易程度的性能,确定了各种双楔镜结构在实际应用中的优缺点,为双楔镜结构的设计和选择提供了参考依据。 展开更多

关键词 双楔镜 腔长调节 楔角 PZT

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位于平行光路中的光楔产生的畸变 被引量：2

4

作者 毛文炜 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第4期42-45,共4页

位于平行光路中的光楔产生畸变像差，它产生的畸变是光楔顶角α、光轴入射角Ｉ和视场大小的函数。为分析讨论清楚这些问题，文中建议光楔畸变用两个正交分量Ｄｘ和Ｄｙ表示，并给出大光轴入射角光楔畸变显式计算公式和关于视场的３阶近... 位于平行光路中的光楔产生畸变像差，它产生的畸变是光楔顶角α、光轴入射角Ｉ和视场大小的函数。为分析讨论清楚这些问题，文中建议光楔畸变用两个正交分量Ｄｘ和Ｄｙ表示，并给出大光轴入射角光楔畸变显式计算公式和关于视场的３阶近似计算公式，以及正方形物体经光楔成像后各边的斜率解析式。分析和计算都表明，正方形物体经光楔所成的像是凸侧面的钟形而不是凹侧面的钟形。 展开更多

关键词 光楔 像差 畸变 光路 平行光路

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光纤法珀传感器光楔式解调系统设计 被引量：2

5

作者 张雄星 吕文涛 +3 位作者 张天阳 寇琬莹 陈青青 王伟 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1259-1272,共14页

为了实现光纤法布里-珀罗(简称法珀)传感器腔长的解调,提出一种新型光楔式非扫描相关解调系统,对该系统所采用的器件特性及结构进行分析研究。首先,通过模拟不同光谱分布的光源及不同表面反射率的光楔,分析其相关干涉信号并给出系统器... 为了实现光纤法布里-珀罗(简称法珀)传感器腔长的解调,提出一种新型光楔式非扫描相关解调系统,对该系统所采用的器件特性及结构进行分析研究。首先,通过模拟不同光谱分布的光源及不同表面反射率的光楔,分析其相关干涉信号并给出系统器件的最优化结构参数。接着通过对比鲍威尔棱镜与柱透镜在线阵CCD上的光强分布特性,实现更均匀的光谱分布。最后,给出解调系统的具体实施方案及数据处理方法。实验结果表明:光源光谱具有高斯分布且谱宽较大及光楔表面反射率R=0.5时,相关干涉信号特征明显,便于解调。最终解调系统实现在60~100μm腔长范围内误差小于0.025%的解调。这种光楔式非扫描相关解调方案可以实现光纤法珀腔的传感解调,并可以提高不同类型光纤法珀传感器功率适应性。 展开更多

关键词 光纤法珀传感器 非扫描相关解调 光楔 鲍威尔棱镜 线阵CCD

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楔形棱镜激光衰减系统的设计与应用 被引量：2

6

作者 程航 张志杰 李岩峰 《激光杂志》 北大核心 2018年第6期30-33,共4页

针对大功率激光功率分布测量中注重连续衰减而忽视保持激光分布不变的情况,提出了利用楔形棱镜反射原理对大功率激光进行衰减的方法。详细论述了此方法在激光功率衰减中的可行性及其优势。为了确保衰减后的激光功率达到1W以下,处于光束... 针对大功率激光功率分布测量中注重连续衰减而忽视保持激光分布不变的情况,提出了利用楔形棱镜反射原理对大功率激光进行衰减的方法。详细论述了此方法在激光功率衰减中的可行性及其优势。为了确保衰减后的激光功率达到1W以下,处于光束分析仪的适用范围之内,采用光电二极管对输出激光进行测量,运用比例法计算出衰减后的激光功率。实验结果证明,该衰减方法系统结构简单,易于实现,可以在保证激光功率分布不变的前提下对激光能进行有效地衰减,将300W至500W的激光有效衰减至0.11W至0.84W,并且通过光束分析仪测出了其激光分布。 展开更多

关键词 激光衰减 楔形棱镜 大功率激光 功率分布

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双光楔实现外腔半导体激光器波长精密调谐研究 被引量：1

7

作者 徐斌 徐惠真 蔡志平 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期444-446,共3页

提出利用旋转双光楔的方法来实现外腔半导体激光器波长的精密调谐。双光楔中,较大楔角的光楔用于粗调,较小楔角的光楔用于细调。与传统的Littman结构光栅外腔半导体激光器相比,通过这种方法,波长的精密调谐无需机械调谐装置,手动即可实... 提出利用旋转双光楔的方法来实现外腔半导体激光器波长的精密调谐。双光楔中,较大楔角的光楔用于粗调,较小楔角的光楔用于细调。与传统的Littman结构光栅外腔半导体激光器相比,通过这种方法,波长的精密调谐无需机械调谐装置,手动即可实现;对调谐的机械要求以及对振动的敏感性降低,波长选择精度相应大大提高。 展开更多

关键词 外腔半导体激光器(ECDL) 闪耀光栅 光楔 精密调谐

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高功率半导体激光器光束整形的设计和实现 被引量：15

8

作者 吴政南 谢江容 杨雁南 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期416-420,共5页

为了使线阵半导体激光器光束能更好应用于激光远程无线电力传输,设计了基于光楔-曲面镜-棱镜组的线阵半导体激光束整形系统,采用数值计算方法,取得了系统中各元件的参量及理论整形效果。在此基础上加工出实物元件,搭建整形系统。实验中... 为了使线阵半导体激光器光束能更好应用于激光远程无线电力传输,设计了基于光楔-曲面镜-棱镜组的线阵半导体激光束整形系统,采用数值计算方法,取得了系统中各元件的参量及理论整形效果。在此基础上加工出实物元件,搭建整形系统。实验中测得整形后的激光光斑尺寸为9.9cm×9.6cm,能量均匀度为68.9%,系统能量传输效率为71.3%,光束质量可满足接收端的光电池对激光空间均匀性的要求。最后分析了仿真系统与实验系统间产生差异的原因。结果表明,该系统可同时实现激光束阵列快轴和慢轴方向的扩束与准直,并能够调节输出光斑的形状及光强均匀度,且采用光学元件数量较少。光电池组件是激光无线电力传输过程的关键元件,该设计对激光转换效率的研究有较重要的实用价值。 展开更多

关键词 光学设计 光束整形 线阵半导体激光器 光楔-棱镜-曲面镜组

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旋转双光楔折射特性与二维扫描轨迹的分析 被引量：9

9

作者 韦中超 熊言威 +2 位作者 莫玮 戴峭峰 梁瑞生 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期939-943,共5页

为实现旋转双光楔二维扫描的可控操作,利用几何光学和光的标量衍射理论,对双光楔的折光特性进行了数学分析。研究发现:绕固定轴以不同角速度旋转的双光楔可等效为一个折射棱角和主截面都变化的单光楔。以该双光楔系统作为衍射屏,对通过... 为实现旋转双光楔二维扫描的可控操作,利用几何光学和光的标量衍射理论,对双光楔的折光特性进行了数学分析。研究发现:绕固定轴以不同角速度旋转的双光楔可等效为一个折射棱角和主截面都变化的单光楔。以该双光楔系统作为衍射屏,对通过双光楔的光束在观察面的衍射光场分布作了理论分析,得到了夫琅和费衍射下,光束经转动双光楔在像平面上的衍射光斑随转角变化的规律:光斑的横坐标与两光楔转角正弦值的差成正比,纵坐标与两光楔转角余弦值的和成正比。 展开更多

关键词 旋转双光楔 折射特性 扫描轨迹

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曲线盾构隧道开挖面极限支护力研究 被引量：9

10

作者 王国富 郑涛 +2 位作者 王渭明 路林海 孙捷城 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2017年第9期88-95,共8页

研究目的:曲线盾构隧道掘进施工存在巨大安全隐患,受盾构刀盘超挖、盾壳挤压内壁土体和千斤顶不对称推力等因素的影响,致使开挖面前方变形复杂,开挖面稳定性难以控制。基于筒仓理论,本文提出曲面梯度楔形棱柱体开挖面极限平衡模型,推导... 研究目的:曲线盾构隧道掘进施工存在巨大安全隐患,受盾构刀盘超挖、盾壳挤压内壁土体和千斤顶不对称推力等因素的影响,致使开挖面前方变形复杂,开挖面稳定性难以控制。基于筒仓理论,本文提出曲面梯度楔形棱柱体开挖面极限平衡模型,推导曲线盾构隧道开挖面极限支护力理论计算公式;进而以济南地铁R1线王府庄至大杨庄区间段曲线盾构隧道为工程背景,探究不同曲率半径下开挖面的变形分布特征,以期为曲线盾构隧道掘进开挖面稳定性提供科学的理论指导。研究结论:(1)曲线盾构隧道开挖面破坏呈现不对称分布,受开挖面偏心支护压力的影响,开挖面前方土体形成曲面梯度楔形棱柱体平衡模型;(2)随着曲率半径的减小,开挖面位移和极限支护压力先增大后减小,且支护压力非常规的按中心支护力进行计算,而是偏向于曲线外侧,其值大于直线盾构隧道;(3)极限支护压力随开挖面土体黏聚力、内摩擦角增大而增大,随两侧破裂角的差值增大先呈现增大趋势,当β1>32.3°后减小,最后趋于平缓;(4)本研究成果可为曲线盾构隧道施工开挖面稳定性及其支护提供理论指导和科学依据。 展开更多

关键词 曲线盾构隧道 开挖面失稳 筒仓理论 曲面梯度楔形棱柱体平衡模型 极限支护压力

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基于透过式低相干光学干涉测量透镜中心厚度 被引量：7

11

作者 刘经佑 雷枫 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第12期108-116,共9页

基于透过式低相干光学干涉系统,提出了一种精密调节光程的方法,以测量透镜的中心厚度。利用一对楔形棱镜,将接近垂直于光轴方向的低精度直线移动转化为沿光轴方向的高精度直线移动,实现了高精度的光程调节。楔形棱镜的楔角角度决定了光... 基于透过式低相干光学干涉系统,提出了一种精密调节光程的方法,以测量透镜的中心厚度。利用一对楔形棱镜,将接近垂直于光轴方向的低精度直线移动转化为沿光轴方向的高精度直线移动,实现了高精度的光程调节。楔形棱镜的楔角角度决定了光程差的调节精度,楔角角度越小,光程差调节精度越高。使用5°30′的楔角棱镜组和精度为5μm的直线移动装置,实现了光轴方向精度小于0.5μm的移动调节,测量透镜中心厚度的精度在0.9μm以内。所提方法提高了干涉条纹的对比度,可以测量各种类型透镜的中心厚度,也便于扩大测量厚度范围。 展开更多

关键词 测量 透镜中心厚度 低相干光干涉 楔形棱镜组 光程补偿

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测风激光雷达双棱镜2维扫描系统的光学设计

12

作者 蒋佳佳 沈法华 +3 位作者 周慧 杨亮亮 仇成群 徐华 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期425-431,共7页

传统的测风激光雷达双反射镜式2维扫描系统体积较大、结构相对复杂,不利于系统小型一体化集成。基于旋转双圆楔形棱镜,研究了新型2维光学扫描系统;分析了系统的工作原理,推导出了双圆楔形棱镜的旋转角与出射光束方位角及天顶角之间的简... 传统的测风激光雷达双反射镜式2维扫描系统体积较大、结构相对复杂,不利于系统小型一体化集成。基于旋转双圆楔形棱镜,研究了新型2维光学扫描系统;分析了系统的工作原理,推导出了双圆楔形棱镜的旋转角与出射光束方位角及天顶角之间的简单正反向函数关系式,对楔形棱镜的折射率和楔角进行了优化选取和设计。结果表明,当工作波长为532 nm、楔形棱镜材料折射率为2.03时,最优设计楔角为19.5°;出射光束最大天顶角不仅取决于楔形棱镜折射率和楔角,还受光束压缩效应的制约。该系统结构紧凑、便于集成,能实现出射光束大范围和快速高精度的扫描,也能实现测风激光雷达以平面位置显示、距离高度显示等光束扫描模式工作。 展开更多

关键词 光学设计 2维扫描系统 测风激光雷达 旋转双楔形棱镜 光束指向 正反解

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旋转折射光楔对控制模型在机载光电探测设备中的应用分析 被引量：3

13

作者 时光煜 李明月 孙辉辉 《电光与控制》 北大核心 2011年第12期52-55,97,共5页

在现代机载光电探测设备中,旋转折射光楔对起着扩大探测视场和搜索范围的重要作用。首先基于几何光学和光的标量衍射理论对旋转折射光楔对的折光特性进行了数学分析;然后结合其在机载光电探测设备中的功能要求,研究了一种旋转光楔对控... 在现代机载光电探测设备中,旋转折射光楔对起着扩大探测视场和搜索范围的重要作用。首先基于几何光学和光的标量衍射理论对旋转折射光楔对的折光特性进行了数学分析;然后结合其在机载光电探测设备中的功能要求,研究了一种旋转光楔对控制模型,并基于该控制模型设计了旋转折射光楔对的控制算法;最后,通过仿真实验证明了该控制算法的正确性和可靠性。 展开更多

关键词 机械光电探测设备 旋转折射光楔对 控制模型 控制算法

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楔式闸阀密封面棱角误差的分析及其控制

14

作者 倪平 《阀门》 2007年第6期15-20,共6页

分析了楔式闸阀阀体和闸板的左右两个楔角在加工合成棱角以及互配过程中,产生误差的原因和控制方法。

关键词 楔式闸阀 闸板 棱角误差 楔角

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四自由度同步外差干涉测量系统设计 被引量：1

15

作者 张善婷 郭汉明 《光学仪器》 2020年第4期75-81,共7页

针对多自由度测量技术中存在的测量范围有限、精度低和阿贝误差等问题,设计了一种大行程、高精度、可溯源、四自由度同时测量的外差干涉测量系统。采用碘稳频532 nm固体激光器作为测量仪光源,结合光纤耦合技术对双频光进行空间分离。使... 针对多自由度测量技术中存在的测量范围有限、精度低和阿贝误差等问题,设计了一种大行程、高精度、可溯源、四自由度同时测量的外差干涉测量系统。采用碘稳频532 nm固体激光器作为测量仪光源,结合光纤耦合技术对双频光进行空间分离。使用差分波前传感技术实现位移、俯仰角和偏转角的同步检测,并采用楔面棱镜测量直线度的变化。该测量系统可以抑制双频光混叠引起的非线性误差,行程范围为6 m,位移分辨率为0.13 nm,俯仰角和偏转角分辨率为0.026μrad,直线度分辨率为14.88 nm,测量结果具有可溯源性。 展开更多

关键词 多自由度测量 外差干涉测量 差分波前传感 楔面棱镜 可溯源

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楔形棱镜聚光器的理论研究与仿真设计 被引量：1

16

作者 黄文 何开岩 +2 位作者 曾威 钟水库 孙备 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第6期1464-1470,共7页

针对传统静态楔形棱镜聚光器（S-WSPC）聚光比低和体积笨重等不足，设计了一种跟踪太阳的动态楔形棱镜聚光器（D—WSPC），通过边缘光线原理和蒙特卡罗光迹追迹方法分析了其几何聚光比和光学效率，并对优化参数（a=59-60／3=8-9，7=15... 针对传统静态楔形棱镜聚光器（S-WSPC）聚光比低和体积笨重等不足，设计了一种跟踪太阳的动态楔形棱镜聚光器（D—WSPC），通过边缘光线原理和蒙特卡罗光迹追迹方法分析了其几何聚光比和光学效率，并对优化参数（a=59-60／3=8-9，7=15）下的聚光器进行了模拟仿真。研究结果表明：新增的菲涅尔透镜（FL）减小了楔角和余弦损失，而等腰梯形结构和底面截断则大幅度减小了楔形棱镜的体积，提高了聚光器的几何聚光比；仿真结果显示光强分布均匀，容忍角宽，可应用于低倍聚光光伏（CPV）发电。 展开更多

关键词 聚光器 楔形棱镜 菲涅尔透镜 光学效率

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时间最优与模糊PID控制在双光楔扫描中的应用 被引量：1

17

作者 孙辉辉 冉承平 时光煜 《电光与控制》 北大核心 2013年第3期84-88,共5页

为实现视轴变化、扩大探测视场,双光楔扫描需要进行大角度跳转。提出一种时间最优与模糊PID(比例-积分-微分)控制器相结合的控制策略,时间最优控制用于快速消除大角度偏差,模糊PID位置控制保证到位后精度高、超调量小,从而提高系统的静... 为实现视轴变化、扩大探测视场,双光楔扫描需要进行大角度跳转。提出一种时间最优与模糊PID(比例-积分-微分)控制器相结合的控制策略,时间最优控制用于快速消除大角度偏差,模糊PID位置控制保证到位后精度高、超调量小,从而提高系统的静态和动态性能。试验结果表明,控制系统可以实现双光楔的快速定位,提高抗干扰能力,有较强的鲁棒性;同时由于操作性强,有较高的应用和推广价值。 展开更多

关键词 机载光电探测设备 双光楔 时间最优控制 模糊PID控制

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双光楔可控扫描一维轨迹分析

18

作者 韦中超 莫玮 +2 位作者 熊言威 戴峭峰 梁瑞生 《光电技术应用》 2009年第5期1-3,26,共4页

根据几何光学和光的标量衍射理论,对双光楔的折射特性进行了数学分析.研究发现,以相反旋向相同转速旋转的双光楔对光的折射作用等效于一个折射角随2个光楔转角变化的单光楔.在此基础上,对通过双光楔的光束在像面上的衍射光场分布作了理... 根据几何光学和光的标量衍射理论,对双光楔的折射特性进行了数学分析.研究发现,以相反旋向相同转速旋转的双光楔对光的折射作用等效于一个折射角随2个光楔转角变化的单光楔.在此基础上,对通过双光楔的光束在像面上的衍射光场分布作了理论分析,得到了在夫琅禾费衍射下,光束经转动双光楔在像平面上的衍射光斑随时间变化的规律,从而为一维扫描的可控操作提供了理论指导. 展开更多

关键词 双光楔可控扫描一维轨迹分析

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