空间精密运动机构微振动传递特性试验与分析

1

作者 崔凯 刘朝晖 +3 位作者 谢友金 王嘉登 吕媛媛 郝鹏宇 《宇航学报》 北大核心 2025年第7期1446-1455,共10页

空间精密运动机构在为跟瞄负载提供刚性支撑与精确指向时,会将卫星平台微振动经机构耦合传递至有效载荷,导致载荷工作性能退化。传统有限元动力学分析需约束扭转刚度或旋转自由度,仅能获取运动机构锁紧状态下的振动特性,而无法排除经锁... 空间精密运动机构在为跟瞄负载提供刚性支撑与精确指向时,会将卫星平台微振动经机构耦合传递至有效载荷,导致载荷工作性能退化。传统有限元动力学分析需约束扭转刚度或旋转自由度,仅能获取运动机构锁紧状态下的振动特性,而无法排除经锁紧机构传递的微振动特征。为突破该局限性,针对某典型空间精密机构开展专项试验。采用电磁激振器实施激励,通过高精度加速度传感器阵列获取机构本体及输出端振动响应的时频特性。试验结果表明,方位轴微振动时域幅值衰减率达40%,俯仰轴衰减量超过90%。频域上,机构除局部频率共振外,在360 Hz~1800 Hz频带范围内呈现40%~80%的抑制效果。其中U型结构主体在特定频段产生5~8倍振动放大,而在400 Hz~600 Hz及1550 Hz~2000 Hz频段实现80%幅值衰减。方位轴振动辐值在600 Hz以内响应无明显放大衰减,但在1156~1331 Hz频段放大4.21倍,其他频段衰减50%以上。俯仰轴在300 Hz~1800 Hz频段幅值抑制率突破80%。本研究创新性地构建了机构运动状态下的振动传递函数,可为高精度空间机构设计和微振动隔离策略提供依据。 展开更多

关键词 空间精密运动机构 微振动 传递试验 衰减 轴系

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天基空间态势感知数据仿真研究进展 被引量：1

2

作者 罗秀娟 郝伟 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期501-511,共11页

空间态势感知(Space Situational Awareness,SSA)数据仿真可以为空间监测设备及态势感知算法(包括空间目标检测、跟踪、识别和表征)的开发、测试和验证提供关键性数据支持,在空间态势感知能力建设中发挥重要作用。本文以天基空间态势感... 空间态势感知(Space Situational Awareness,SSA)数据仿真可以为空间监测设备及态势感知算法(包括空间目标检测、跟踪、识别和表征)的开发、测试和验证提供关键性数据支持,在空间态势感知能力建设中发挥重要作用。本文以天基空间态势感知光学数据仿真为研究对象,给出了SSA数据仿真的研究目的和主要研究内容,详述了SSA光学成像仿真的典型研究方法与过程。介绍了国内外相关工作的研究现状与工作进展,涵盖双目视觉传感器、激光雷达、红外传感器、可见光望远镜和恒星敏感器等不同光学传感系统的成像建模与仿真工作成果。分析了空间态势感知数据仿真研究的发展趋势,为未来SSA数据仿真研究思路与方法提供参考。 展开更多

关键词 空间态势感知 建模 仿真 空间目标 成像

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空间二维转台模型参数响应面选调优化

3

作者 张昊苏 王振宇 +5 位作者 曹钰 上官爱红 谢友金 王熹 苏盛明 姜泳帆 《光学精密工程》 CSCD 北大核心 2024年第23期3446-3456,共11页

为提高空间光学系统的侦察和监视效能,降低星上产品质量及功耗,优化星上资源配置,针对空间二维转台进行轻量化设计以提高其负载比。提出了一种适用于空间二维转台的模型参数响应面选调优化方法,通过有限元仿真与力学试验结合的手段提升... 为提高空间光学系统的侦察和监视效能,降低星上产品质量及功耗,优化星上资源配置,针对空间二维转台进行轻量化设计以提高其负载比。提出了一种适用于空间二维转台的模型参数响应面选调优化方法,通过有限元仿真与力学试验结合的手段提升力学仿真的计算精度。首先,建立结构的有限元力学网格模型,通过显著性分析选取合适的仿真参数作为匹配对象,通过最小二乘法得到二次项响应面系数矩阵,并对响应面的有效性进行评价;最后,通过优化算法得到修正后的模型参数。采用匹配后的有限元模型对二维转台进行力学分析,得到了100 Hz内结构的模态频率、特征点低频正弦振动加速度响应、特征点随机振动应力响应等三类结构响应的分析结果,该结果与力学试验的最大误差相比匹配前分别由8%降至3%,17%降至4.9%,8.5%降至2.2%。该方法有效提升了力学仿真的计算精度,并成功应用于某型号的二维转台研制,使其负载比由上一代型号的0.6提升到1.6。 展开更多

关键词 空间二维转台 力学仿真 计算精度 负载比

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空间高功率激光二极管泵浦源阵列的相变热控系统 被引量：1

4

作者 上官爱红 张昊苏 +5 位作者 曹钰 谢友金 张海洋 姜泳帆 王熹 苏盛明 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第19期2877-2888,共12页

为了实现空间高功率激光二极管泵浦源阵列的快速散热,建立了空间高功率激光二极管泵浦源阵列相变热控系统,对热控系统的热界面材料(TIM)、紫铜热沉、相变材料、相变增强材料、主动加热回路和太空辐射板进行了研究与设计。首先,介绍了激... 为了实现空间高功率激光二极管泵浦源阵列的快速散热,建立了空间高功率激光二极管泵浦源阵列相变热控系统,对热控系统的热界面材料(TIM)、紫铜热沉、相变材料、相变增强材料、主动加热回路和太空辐射板进行了研究与设计。首先,介绍了激光二极管泵浦源阵列的热特性与热控指标,从而提出热控设计思路,详细设计了热控系统,并在有无泡沫铜填空的条件下制定了两种热控方案。然后,用NX软件分析了两种不同的方案。分析结果显示:不填充泡沫铜方案的整个相变过程在800 s完成,LD上的温度最高达到59.98℃,相变材料上表面温度最高达到47.12℃;填充泡沫铜方案在200 s内完成相变过程,LD最高温度为38.35℃,并且LD在360 s后和相变温度点温度一致。填充泡沫铜方案可以满足10~40℃的温度指标要求。最后,根据填充泡沫铜方案设计加工了激光二极管泵浦源阵列热控系统,通过实验验证,该系统可以满足空间高功率激光二极管泵浦源阵列快速散热要求。 展开更多

关键词 空间高功率激光器 激光二极管 泵浦源阵列 相变热控系统

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动平台光学测量设备跟踪性能检测技术 被引量：3

5

作者 李希宇 高昕 +5 位作者 孙亮亮 雷呈强 师恒 胡蕾 宗永红 郑东昊 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期146-156,共11页

为了实现在地基条件下对动平台光学测量设备跟踪性能的检测与鉴定,提出了一种六自由度检测靶标及检测方法。采用旋量指数积法以全局的方式建立了检测靶标连续无奇异性的运动学模型,只需建立检测靶标首尾两个坐标系,提高运算效率,实时高... 为了实现在地基条件下对动平台光学测量设备跟踪性能的检测与鉴定,提出了一种六自由度检测靶标及检测方法。采用旋量指数积法以全局的方式建立了检测靶标连续无奇异性的运动学模型,只需建立检测靶标首尾两个坐标系,提高运算效率,实时高精度模拟动平台与典型机动目标的融合运动轨迹。综合考虑检测靶标与光学测量设备的性能指标,计算并分析得到某船载光学测量设备方位与俯仰轴跟踪随机误差分别为23.88″和23.86″。将模拟光学目标安装于机械臂末端构建了六自由度检测系统,制定合理可行的检测方法,进行船载光学测量设备跟踪性能的检测与鉴定试验。试验结果表明:在方位与俯仰轴角速度不同的情况下,船载动平台光学测量设备跟踪随机误差与理论分析基本保持一致,验证了该检测系统及检测方法的有效性与优越性,实现了在地基条件下对动平台光学测量设备跟踪性能的检测。 展开更多

关键词 检测靶标 跟踪性能 轨迹规划算法 六自由度机械臂 光学测量设备 动平台

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真实大气环境下水平方向激光主动相干阵列成像实验研究 被引量：1

6

作者 张羽 李治国 +4 位作者 刘辉 陈明徕 罗秀娟 马彩文 张怀利 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期49-59,共11页

为了研究激光相干阵列在全大气层湍流中的成像能力,在全相位闭合等方法的基础上,利用HV57模型中的大气折射率结构常数来标定大气相干长度,通过当地风速和光路高度等参数计算了实验所在地等效整层大气湍流的水平传输距离,研制了Ф1.5 m... 为了研究激光相干阵列在全大气层湍流中的成像能力,在全相位闭合等方法的基础上,利用HV57模型中的大气折射率结构常数来标定大气相干长度,通过当地风速和光路高度等参数计算了实验所在地等效整层大气湍流的水平传输距离,研制了Ф1.5 m等效孔径的激光相干发射阵列,对1.2 km远处物体进行了成像实验,成像分辨率达到了亚角秒级。验证了激光相干阵列成像系统对大气湍流影响的抑制作用和成像能力,可为未来研制实体激光相干阵列成像系统提供理论与技术支撑。 展开更多

关键词 激光相干阵列 傅里叶望远 主动照明成像 大气湍流 图像重构

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炸点坐标高精度测量技术

7

作者 何子清 王苗 刘锋 《兵器装备工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第S01期321-324,共4页

针对炸点坐标高精度测量的需求,分析了影响测量精度的因素,在三维坐标交会测量原理的基础上,结合炸点测量光电仪器的自身特点,提出了高精度脱靶量校正及测量精度仿真技术方法,建立了校正模型,进行了测量误差的仿真计算和应用验证。结果... 针对炸点坐标高精度测量的需求,分析了影响测量精度的因素,在三维坐标交会测量原理的基础上,结合炸点测量光电仪器的自身特点,提出了高精度脱靶量校正及测量精度仿真技术方法,建立了校正模型,进行了测量误差的仿真计算和应用验证。结果表明,测量精度仿真的技术方法可以在任务前对测试布局优化选择,提高炸点坐标的测量精度。 展开更多

关键词 炸点坐标 交会测量 测量误差 脱靶量校正 测量精度仿真

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空间目标事件相机探测能力分析 被引量：6

8

作者 吕媛媛 刘朝晖 +5 位作者 乔文龙 周亮 孙笑敩 陈沛权 李文凯 张海洋 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期173-184,共12页

建立了事件相机空间目标探测灵敏度模型,分析了影响事件相机观测灵敏度的影响因素,得到了可观测极限星等与阈值的线性关系,并通过望远镜进行了外场观星实验。结果表明事件相机可以进行空间目标探测,同时验证了空间目标探测灵敏度模型的... 建立了事件相机空间目标探测灵敏度模型,分析了影响事件相机观测灵敏度的影响因素,得到了可观测极限星等与阈值的线性关系,并通过望远镜进行了外场观星实验。结果表明事件相机可以进行空间目标探测,同时验证了空间目标探测灵敏度模型的准确性。进一步明确了阈值对事件相机空间目标探测的影响,为基于事件相机的空间目标观测及其他相关研究提供了理论基础。 展开更多

关键词 生物视觉传感器 事件相机 空间目标观测 灵敏度 星等

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基于激光雷达的火箭垂直起飞段姿态测量技术 被引量：5

9

作者 师恒 高昕 +5 位作者 李希宇 雷呈强 胡蕾 宗永红 郑东昊 唐嘉 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期231-239,共9页

针对火箭垂直起飞段外部实测姿态数据获取难度大且实时性差的问题,提出了基于激光雷达的火箭垂直起飞段实时姿态测量方法。将4线激光雷达安装于跟踪架组成测量系统,在火箭发射前,激光雷达持续扫描火箭获取静态激光点云数据,采用基于多... 针对火箭垂直起飞段外部实测姿态数据获取难度大且实时性差的问题,提出了基于激光雷达的火箭垂直起飞段实时姿态测量方法。将4线激光雷达安装于跟踪架组成测量系统,在火箭发射前,激光雷达持续扫描火箭获取静态激光点云数据,采用基于多椭圆圆心拟合中轴线算法,计算并分析得到激光雷达静态与动态姿态测量精度分别为0.0188°和0.0498°。在火箭发射试验中,激光雷达高精度跟踪扫描火箭中上部位置,实时高精度获取并输出火箭姿态变化数值。与光学设备姿态测量数据进行比对,验证了基于激光雷达的火箭垂直起飞段姿态测量方法的可行性与正确性,实现了偏航角与俯仰角的实时高精度测量,将火箭姿态测量精度较光学测量设备提升了约5倍。基于激光雷达的姿态测量技术有效填补了目前火箭垂直起飞段外部实时姿态测量的空白,保证了火箭发射安全。 展开更多

关键词 激光雷达 火箭姿态测量 点云数据 椭圆圆心拟合中轴线 姿态测量精度

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火箭起飞段的激光主动融合轨迹测量技术 被引量：2

10

作者 师恒 高昕 +5 位作者 李希宇 雷呈强 胡蕾 宗永红 郑东昊 孙锐 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期135-145,共11页

为实时测量火箭垂直起飞段轨迹数据,提出了一种基于激光雷达的融合轨迹测量技术,将两台激光雷达分别安装于二维精密转台构成融合测量系统,在火箭发射前,两台激光雷达同时扫描火箭中上部目标区域,采用激光点云数据修正、火箭目标区域轨... 为实时测量火箭垂直起飞段轨迹数据,提出了一种基于激光雷达的融合轨迹测量技术,将两台激光雷达分别安装于二维精密转台构成融合测量系统,在火箭发射前,两台激光雷达同时扫描火箭中上部目标区域,采用激光点云数据修正、火箭目标区域轨迹初值解算和两台轨迹数据融合处理算法,计算并分析得到激光雷达静态与动态轨迹测量精度分别为0.0235 m和0.0366 m。在火箭垂直起飞过程中,二维精密转台实时接收火箭目标区域的轨迹数据,根据火箭位置信息引导激光雷达高精度跟踪扫描火箭起飞全过程,实现了火箭垂直起飞段实时高精度的轨迹测量与数据输出。基于激光雷达的火箭起飞段融合轨迹测量技术有效提高了火箭轨迹数据的测量精度和测量可靠性,保证了火箭发射安全。 展开更多

关键词 激光雷达 轨迹测量 激光点云数据 融合数据处理 动态测量精度

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并联结构轴系回转误差建模及装配优化 被引量：1

11

作者 董一鸣 江波 +3 位作者 李翔宇 谢友金 吕涛 阮萍 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期586-594,共9页

为提高光电经纬仪等二维转台的轴系运动精度,本文基于雅可比旋量理论建立了一种可考虑零件结构误差及其耦合放大效应的数学模型。针对“一端固定、一端游动”的轴系结构,提出了局部并联结构的分析方法。通过数值仿真分析,获得了各零件... 为提高光电经纬仪等二维转台的轴系运动精度,本文基于雅可比旋量理论建立了一种可考虑零件结构误差及其耦合放大效应的数学模型。针对“一端固定、一端游动”的轴系结构,提出了局部并联结构的分析方法。通过数值仿真分析,获得了各零件结构误差对轴系运动精度的影响以及最优的轴系装配方案。光学口径为650 mm的光电经纬仪的装调结果表明:装配优化后的轴系运动精度较优化前提高了32.1%。所构造的轴系运动精度模型及优化方法为指导光电经纬仪等二维转台的轴系装调以及公差设计提供了一定的理论根据。 展开更多

关键词 光学测量 二维转台 轴系运动模型 光电经纬仪 装配优化

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星载二维转台U型架结构轻量化与优化设计 被引量：1

12

作者 魏钰轩 王振宇 +3 位作者 李治国 黄乐弘 杨凯 马玉宝 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期896-908,共13页

星载二维转台是空间相机等光电设备的主要承载机构,U型架是转台的关键支撑部件。为了对星载二维转台U型架进行结构优化与轻量化设计,研制高承载比和轻量化的星载二维转台,本文设计了一种用于星载二维转台的碳纤维复合材料U型架。首先,... 星载二维转台是空间相机等光电设备的主要承载机构,U型架是转台的关键支撑部件。为了对星载二维转台U型架进行结构优化与轻量化设计,研制高承载比和轻量化的星载二维转台,本文设计了一种用于星载二维转台的碳纤维复合材料U型架。首先,利用碳纤维复合材料代替钛合金材料,结合考虑工艺性,设计了一种变截面管状结构U型架。接着,按照基于铺层工艺的有限元建模方法对碳纤维U型架进行有限元建模与仿真分析。然后,试制U型架样机并通过模态试验验证有限元模型的准确性。最后,提出一种理论分析法、遗传算法、有限元法相结合的三级优化方法对碳纤维U型架铺层角度、铺层厚度与铺层顺序进行优化设计。结果表明:模态试验与仿真得到的U型架振型完全一致,频率相差在5%以内。初始设计的碳纤维U型架比钛合金U型架质量减少了45.7%,通过对复合材料铺层的优化设计,使U型架质量进一步减少了13.8%,固有频率提升了10.14%。本文所采用的复合材料建模与优化方法正确,设计的碳纤维U型架满足星载二维转台轻量化设计需求。 展开更多

关键词 结构优化设计 轻量化设计 碳纤维复合材料 有限元分析 星载二维转台 遗传算法

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楔块式自动调平机构设计与控制策略研究

13

作者 李翔宇 韩璟宇 +4 位作者 郝伟 谢梅林 廉学正 阮萍 田广元 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期192-204,共13页

针对目前使用的经纬仪调平机构人为手动操作方法存在的调平耗时长、结构易损和难调平问题,设计了一种具备稳定自锁特性的大行程、高分辨率楔块式自动调平机构,提出了楔块式机电调平组件联动的并行调平控制策略。实验结果表明,所设计楔... 针对目前使用的经纬仪调平机构人为手动操作方法存在的调平耗时长、结构易损和难调平问题,设计了一种具备稳定自锁特性的大行程、高分辨率楔块式自动调平机构,提出了楔块式机电调平组件联动的并行调平控制策略。实验结果表明,所设计楔块式自动调平机构可实现调平行程±0.25°范围内的经纬仪调平,且调平角分辨率<0.01″。同时,基于并行调平控制策略,将绕X轴和Y轴的垂直轴轴线倾斜量从334″和-248″调整至2″误差范围内的调平耗时仅为17 s,相比于串行调平控制策略,调平时间显著缩短,调平效率明显提升。 展开更多

关键词 经纬仪 轴线倾斜量 调平机构 结构设计 调平策略

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低轨碎片自然交会成像极限能力分析

14

作者 李亚茹 周亮 +2 位作者 刘朝晖 折文集 崔凯 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期208-218,共11页

低轨空间碎片交会成像时,因观测角度的变化产生固有像移。利用空间物像点之间的映射关系构建像面位置方程,通过计算曝光时间起止点的像点位置获得固有像移,建立该固有像移的函数拟合模型,利用不同轨道参数的计算结果进行模型精度验证。... 低轨空间碎片交会成像时,因观测角度的变化产生固有像移。利用空间物像点之间的映射关系构建像面位置方程,通过计算曝光时间起止点的像点位置获得固有像移,建立该固有像移的函数拟合模型,利用不同轨道参数的计算结果进行模型精度验证。根据像移对像质退化的影响,建立包含相对旋转角速度、目标张角和曝光时间的空间分辨率约束条件,利用该约束条件可计算低轨抵近成像场景下相机的极限分辨率。 展开更多

关键词 像移 像面位置方程 函数拟合模型 约束条件 极限分辨率

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混合固态激光雷达近场探测误差分析与控制

15

作者 叶美图 谢梅林 +5 位作者 郭敏 师恒 田雁 郝伟 丁璐 田广元 《光子学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期203-216,共14页

针对混合固态激光雷达在近场几十米探测时系统性缺陷及随机干扰带来的测量误差凸显问题,通过实验统计方法对测量结果进行量化分析,明确了系统性边缘拖尾和随机性的测量距离、表面颜色和运动速度是导致精度损失的主要因素。基于回波强度... 针对混合固态激光雷达在近场几十米探测时系统性缺陷及随机干扰带来的测量误差凸显问题,通过实验统计方法对测量结果进行量化分析,明确了系统性边缘拖尾和随机性的测量距离、表面颜色和运动速度是导致精度损失的主要因素。基于回波强度差异实现了目标点云去噪,有效去除了拖尾点云,降低系统性误差;给出了近场目标探测时最佳工作距离、目标颜色和飞行速度的选用推荐方案,尽可能保证测量准度。通过一组30 m距离测量大角速度旋转目标姿态实验证明了本文所提误差综合控制方法的有效性。本研究获得的结论对于混合固态激光雷达在远场、大目标交会跟测方面的应用具有良好的指导意义。 展开更多

关键词 激光雷达 近场探测 系统偏差 随机误差 综合控制

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杂散光抑制与评估技术发展与展望(特邀) 被引量：24

16

作者 王虎 陈钦芳 +3 位作者 马占鹏 闫昊昱 林上民 薛要克 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期119-174,共56页

随着空间光学技术的快速发展以及光电探测器件性能的不断提升,高分辨率、多光谱、低探测阈值的遥感系统在航空、航天等领域的应用越来越广泛,对光电载荷的杂光抑制能力与评价指标逐渐严苛,杂散光抑制技术和仿真分析已成为不可缺少的环... 随着空间光学技术的快速发展以及光电探测器件性能的不断提升,高分辨率、多光谱、低探测阈值的遥感系统在航空、航天等领域的应用越来越广泛,对光电载荷的杂光抑制能力与评价指标逐渐严苛,杂散光抑制技术和仿真分析已成为不可缺少的环节之一。尽管杂散光的抑制与评估技术开展较早,但仍然需要系统性方法体系引领该技术的发展,以改变当前分散化、碎片化的研究现状。因此,需要建立一体化的杂散光抑制与评估方法体系,在杂散光抑制方案制订、抑制模型表面特性测量与建模、杂散光抑制效果仿真、杂散光测试及评估等四个关键技术模块进行深入研究。本文给出了一套整体技术路线,为更好推进杂散光抑制与评估技术的发展和应用提供思路。 展开更多

关键词 杂散光 鬼像 抑制技术 双向反射分布函数 点源透过率

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天基光学成像系统像移研究及补偿技术发展现状及趋势(特邀) 被引量：2

17

作者 郝伟 闫佩佩 +2 位作者 李治国 程志远 折文集 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期50-72,共23页

天基各类光学系统在成像过程中,受卫星轨道变化、姿态角变化等因素以及跟踪速度误差、平台及各运动部件颤振的影响会造成像移。像移会导致图像分辨率降低,图像模糊,严重影响最终的图像质量,因此如何抑制动态像移的影响已成为获取高分辨... 天基各类光学系统在成像过程中,受卫星轨道变化、姿态角变化等因素以及跟踪速度误差、平台及各运动部件颤振的影响会造成像移。像移会导致图像分辨率降低,图像模糊,严重影响最终的图像质量,因此如何抑制动态像移的影响已成为获取高分辨率清晰图像的瓶颈。目前已有的研究基本都是从单独的应用领域去分析像移的产生因素,没有系统全面的将天基光学系统像移的产生和补偿技术进行综合呈现。本文在简述像移影响机理及像移补偿技术的基础上,对天基成像按照用途分类,详细介绍近年来国内外在对地遥感、空间天文探测、火星探测和空间目标探测成像领域像移影响及补偿的研究进展。通过对国内外研究现状的跟踪分析,预测天基光学成像系统像移研究的发展方向,进一步提升对我国空间光学技术发展方向的理解,为我国航天光学技术和装备的发展提供指导。 展开更多

关键词 像移 图像质量 动态调制传递函数 像移补偿 速度平稳性

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光场成像回波解调比法抑制光强扰动像质退化 被引量：1

18

作者 程志远 纪洲 +3 位作者 高彦生 苏华 闫佩佩 夏爱利 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期24-35,共12页

新型激光光场成像系统受激光光束光强起伏影响成像像质下降,为抑制激光束光强扰动引起的像质退化效应,先对光场回波信号进行解调处理,再进行多光束相位闭合求解相位闭合系数,然后依据频谱迭代理论,推导建立基于光束光强扰动因子的频谱... 新型激光光场成像系统受激光光束光强起伏影响成像像质下降,为抑制激光束光强扰动引起的像质退化效应,先对光场回波信号进行解调处理,再进行多光束相位闭合求解相位闭合系数,然后依据频谱迭代理论,推导建立基于光束光强扰动因子的频谱重建模型,揭示了光束光强扰动因子对光场成像频谱的影响机理。提出了一种基于激光回波光场信号解调比求解方法,抑制光强振幅扰动因子引起的频谱重建误差,间接提高光场重构成像像质,并采用多种像质评估方法进行像质评价。通过仿真和桌面实验平台对回波解调比方法进行了实验验证,结果表明解调比法抑制光强扰动后,重构图像斯特列尔比、峰值信噪比、结构相似度像质评价指标均得到有效提升。该方法可有效抑制光束光强抖动引起的像质退化效应并提高激光光场成像像质,可为光场成像技术像质提升和工程应用转化提供技术支撑。 展开更多

关键词 光场成像 光束光强扰动 频谱重建误差 成像质量 解调信号

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基于光纤旋转连接器的光纤耦合效率研究 被引量：7

19

作者 宋巍 谢友金 +4 位作者 李治国 郝伟 闫佩佩 李昕 孙传东 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期96-107,共12页

基于渐变折射率透镜准直器一定程度上可以提高空间光-光纤耦合效率,但会引入光纤与渐变折射率透镜装配误差和渐变折射率透镜间位置误差。鉴于以上两种误差情况,本文提出了修正光纤与渐变折射率透镜装配误差的位移法和基于楔形棱镜和平... 基于渐变折射率透镜准直器一定程度上可以提高空间光-光纤耦合效率,但会引入光纤与渐变折射率透镜装配误差和渐变折射率透镜间位置误差。鉴于以上两种误差情况,本文提出了修正光纤与渐变折射率透镜装配误差的位移法和基于楔形棱镜和平板玻璃的光束指向调整法。首先运用光线传输矩阵的数学分析方法建立了光线传输模型,分析当光纤与渐变折射率透镜存在距离误差和位置误差下耦合效率的变化,最后利用位移法降低了距离误差对插入损耗的影响,使系统插入损耗降低至0.2 dB。在存在位置误差下利用光束指向调整法降低插入损耗至0.7 dB。这两种方法可以有效提升光纤旋转连接器耦合效率。 展开更多

关键词 光纤传输系统 插入损耗 激光通信 渐变折射率透镜 光线传输模型 光纤旋转连接器 耦合效率

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基于双前馈+双神经网络自适应快速反射镜的解耦控制 被引量：6

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作者 王瑞 苏秀琴 +3 位作者 乔永明 吕涛 王轩 王凯迪 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第11期221-227,共7页

基于柔性铰链结构支撑和音圈电机驱动的两轴快速反射镜是一个两输入两输出强耦合系统,X轴和Y轴间的耦合大幅降低了反射镜的定位精度,采用传统的PID控制算法很难实现高精度的解耦控制。针对中心对称和轴对称结构形式的两轴快速反射镜,理... 基于柔性铰链结构支撑和音圈电机驱动的两轴快速反射镜是一个两输入两输出强耦合系统,X轴和Y轴间的耦合大幅降低了反射镜的定位精度,采用传统的PID控制算法很难实现高精度的解耦控制。针对中心对称和轴对称结构形式的两轴快速反射镜,理论分析了两轴快速反射镜耦合来源—直流耦合分量和非直流耦合分量;建立了X轴和Y轴间的耦合物理模型;提出的双前馈+双神经网络自适应解耦控制算法分别补偿直流耦合分量和非直流耦合分量。实验结果表明:该控制算法与传统的PID控制算法相比,耦合度从5%左右降低到1.0‰以内,从而定位精度从2.5%左右提高到0.5‰以内。 展开更多

关键词 两轴快速反射镜 双前馈 双神经网络自适应 解耦 定位精度

在线阅读 下载PDF 职称材料