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基于自主气体轴承的大型光电精密仪器回转基准技术的研究 被引量：3
1
作者 齐乃明 谭久彬 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2002年第S1期32-34,37,共4页
提出一种用于大型光电精密仪器的自主控制静压气体轴承方案。按气体轴承刚度最大准则优化了固有节流轴承参数。给出了进气、排气、进气-排气三种主动节流方式下的承载能力特性。计算结果表明,轴承参数优化是合理的,能为自主控制轴承实... 提出一种用于大型光电精密仪器的自主控制静压气体轴承方案。按气体轴承刚度最大准则优化了固有节流轴承参数。给出了进气、排气、进气-排气三种主动节流方式下的承载能力特性。计算结果表明,轴承参数优化是合理的,能为自主控制轴承实现无穷刚度提供良好的负载范围。三种主动节流方式也为自主控制气体轴承提供了多样性选择。 展开更多
关键词 自主气体轴承 光电精密仪器 回转基准 有限元法
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超精密级二维工作台的自标定 被引量：17
2
作者 崔继文 刘雪明 谭久彬 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1960-1966,共7页
为了提高超精密级二维工作台的运动定位精度,提出了一种实现工作台系统误差分离的二维自标定算法。基于工作台测量误差模型,该算法利用辅助标记板的5个不同测量位姿,分别得到迭代模型和迭代初始值,最终建立完整的迭代二维自标定模型。... 为了提高超精密级二维工作台的运动定位精度,提出了一种实现工作台系统误差分离的二维自标定算法。基于工作台测量误差模型,该算法利用辅助标记板的5个不同测量位姿,分别得到迭代模型和迭代初始值,最终建立完整的迭代二维自标定模型。应用该算法对系统误差为0.2μm的二维工作台进行仿真,结果显示:当不存在随机测量噪声时,标定精度为0.33nm;引入随机测量噪声时,标定精度与噪声同一量级。对x、y向给定测量精度分别为2.98μm和3.22μm的二维工作台进行自标定,得到x、y向测量精度分别为2.59μm和3.14μm。提出的自标定算法对随机测量噪声有很好的鲁棒性,能够用于精密或超精密级二维工作台自标定。 展开更多
关键词 二维工作台 自标定 标记板 误差分析
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高加速度超精密激光外差干涉测量模型 被引量：6
3
作者 陈洪芳 丁雪梅 +4 位作者 钟志 谭久彬 王维雅 谢站磊 李海英 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期72-75,共4页
为了精确地描述激光外差干涉在高加速度超精密测量中加速度对位移测量精度的影响机理与规律,建立了高加速度超精密激光外差干涉位移测量模型。通过分析测量棱镜三维运动对多普勒频移的影响,推导出高加速度激光外差干涉位移测量模型。理... 为了精确地描述激光外差干涉在高加速度超精密测量中加速度对位移测量精度的影响机理与规律,建立了高加速度超精密激光外差干涉位移测量模型。通过分析测量棱镜三维运动对多普勒频移的影响,推导出高加速度激光外差干涉位移测量模型。理论分析和仿真实验表明,当测量加速度为9m/s2,匀加速运行的位移为500mm时,由于加速度变化引起的相对论性效应对测量精度的影响为5nm。高加速度超精密激光外差干涉位移测量模型的建立,可提高激光外差干涉在高加速度超精密测量中的测量精度,为激光外差干涉在高速和超高速测量领域的应用提供了理论依据。 展开更多
关键词 外差干涉 超精密测量模型 加速度 高速测量
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具有纳米分辨力二维超精密定位系统的研制 被引量：3
4
作者 叶树亮 谭久彬 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期1472-1475,共4页
针对传统超精密定位系统存在位移灵敏度、系统频响及重复定位精度难以兼顾的问题,设计并研制了一种具有纳米分辨力的二维超精密定位系统.系统集成平行四连杆结构双柔性二维工作台无间隙传动、双极性可伸缩压电陶瓷微位移驱动和纳米精度... 针对传统超精密定位系统存在位移灵敏度、系统频响及重复定位精度难以兼顾的问题,设计并研制了一种具有纳米分辨力的二维超精密定位系统.系统集成平行四连杆结构双柔性二维工作台无间隙传动、双极性可伸缩压电陶瓷微位移驱动和纳米精度电容位移监测等先进技术,在微处理器控制下可实现纳米量级的定位.为改善传统PID控制方法存在的精度低、实时性差等缺陷,提出了一种结合定位过程中各阶段系统不同响应特性的比例、积分和微分(PID)参数自适应控制算法.结果表明:平行四连杆结构能有效地消除运动方向间的交叉耦合,确保了工作台在运动方向上的直线度;在30μm行程内,单轴位移分辨力优于1 nm,重复定位精度优于10 nm,最大行程时响应时间<1 s. 展开更多
关键词 纳米分辨力 二维 超精密 定位系统
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基于超声导波的螺栓轴向应力测量方法
5
作者 杨宇 杨昌群 赵勃 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期280-291,共12页
风电叶片是风力发电机的核心部件,叶片螺栓不仅是承受复杂应力的零件,也是承受最高负载的零件。为避免螺栓断裂造成危险隐患和经济损失,设计了一种基于超声导波的在役螺栓轴向应力测量系统,可实现对多种型号螺栓轴向应力的精确测量。首... 风电叶片是风力发电机的核心部件,叶片螺栓不仅是承受复杂应力的零件,也是承受最高负载的零件。为避免螺栓断裂造成危险隐患和经济损失,设计了一种基于超声导波的在役螺栓轴向应力测量系统,可实现对多种型号螺栓轴向应力的精确测量。首先,通过数值计算得到超声导波群速度频散曲线,基于胡克定律和声弹性效应建立了螺栓轴向应力与超声导波声时的线性数学模型,并在COMSOL软件中通过仿真验证了单纵波换能器实现超声导波应力测量的有效性。然后,针对超声导波回波信号模态混叠以及实际测量中噪声对超声导波声时测量结果的干扰,利用基于回波补偿的降噪算法实现了对实际测量信号的降噪处理,并采用经验小波变换算法对超声导波回波信号进行了模态分解,利用互相关法得到超声导波模态的精确声时。最后,通过实验测试完成了18种型号的螺栓在30%~90%屈服强度内的轴向应力的精确测量,相对测量误差小于2%。研究结果有助于改进螺栓装配工艺以及规范工人操作流程。 展开更多
关键词 叶片螺栓 轴向应力测量 超声导波 频散曲线 经验小波变换
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液晶光学相控阵可编程光束偏转研究 被引量：29
6
作者 张健 徐林 +2 位作者 吴丽莹 刘翔 张进厂 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1497-1502,共6页
研究了一种一维透射式向列相液晶光学相控阵.建立了器件的数学模型,根据Frank-Oseen液晶连续体弹性形变理论计算了电场作用下液晶指向矢分布,定量分析了器件的相位延迟及衍射特性.研制了含1024个驱动电极的实际器件,由FPGA对电极驱动电... 研究了一种一维透射式向列相液晶光学相控阵.建立了器件的数学模型,根据Frank-Oseen液晶连续体弹性形变理论计算了电场作用下液晶指向矢分布,定量分析了器件的相位延迟及衍射特性.研制了含1024个驱动电极的实际器件,由FPGA对电极驱动电压进行可编程控制.经实验测试,该器件可以实现60个角度的准连续随机可编程电控偏转与扫描,最大偏转角度为2.0014°.根据器件的理论模型,对光束偏转的衍射效率进行了定性讨论,发现电极之间形成的"相位凹陷"是形成衍射旁瓣的直接原因. 展开更多
关键词 光学相控阵 液晶 光束偏转
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液晶空间光调制器的纯相位调制特性研究 被引量：34
7
作者 刘伯晗 张健 吴丽莹 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期213-217,共5页
介绍了液晶空间光调制器的纯相位调制原理,采用泰曼-格林干涉系统对液晶纯相位特性进测试。针对BNS(Boulder Nonlinear Systems)公司的专利产品-256256像素纯相位空间光调制器的相位与电压(灰度)的响应曲线。给出了对任意图形进行相位... 介绍了液晶空间光调制器的纯相位调制原理,采用泰曼-格林干涉系统对液晶纯相位特性进测试。针对BNS(Boulder Nonlinear Systems)公司的专利产品-256256像素纯相位空间光调制器的相位与电压(灰度)的响应曲线。给出了对任意图形进行相位恢复的优化算法流程,利用纯相位调制方法对光束进行方向和强度的快速程序控制。设计了实验装置,实际产生了二维任意衍射图形,图形产生时间小于200 ms。本研究对空间目标进行扫描跟踪,具有精确、响应快、无机械惰性等特点,在激光寻的、制导以及多目标威胁预警和反击中有着重要的研究价值。 展开更多
关键词 空间光调制器 干涉术 优化算法 相位调制
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超磁致伸缩体内涡流效应有限元分析 被引量：19
8
作者 王雷 谭久彬 刘玉涛 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期445-449,共5页
为补偿涡流效应产生的温度与反相磁场对超磁致伸缩微位移驱动体位移输出造成的非线性,从电磁场基本原理出发,推导了超磁致伸缩驱动器内的涡流分布和大小的数学模型。利用伽辽金加权余量法和牛顿-拉夫逊迭代法得到涡流效应数学模型的解... 为补偿涡流效应产生的温度与反相磁场对超磁致伸缩微位移驱动体位移输出造成的非线性,从电磁场基本原理出发,推导了超磁致伸缩驱动器内的涡流分布和大小的数学模型。利用伽辽金加权余量法和牛顿-拉夫逊迭代法得到涡流效应数学模型的解析公式。通过解析公式分析超磁致伸缩驱动器内驱动体横截面上的电磁场分布,进而得到驱动体上各部分涡流大小及分布与输入电流频率增加的对应关系。当输入频率大于1 kHz时,涡流有限元模型计算得到的涡流导致磁场损耗量与实测磁场强度相差约4.6 mT,表明此模型可以对超磁致伸缩驱动体内的涡流损耗进行有效的补偿。 展开更多
关键词 超磁致伸缩 涡流效应 有限元分析 迦辽金加权余量法
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液晶空间光调制器用于波前校正的研究 被引量：13
9
作者 张洪鑫 张健 +1 位作者 吴丽莹 向杰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期1062-1065,共4页
为了提高液晶空间光调制器用于波前校正的精度，测试了美国BNS公司反射式256×256像素纯相位液晶空间光调制器。由于非线性相位响应特性会降低该器件用于波前校正的性能，因此通过反插值法将相位调制曲线的非线性度减小到原来的1／... 为了提高液晶空间光调制器用于波前校正的精度，测试了美国BNS公司反射式256×256像素纯相位液晶空间光调制器。由于非线性相位响应特性会降低该器件用于波前校正的性能，因此通过反插值法将相位调制曲线的非线性度减小到原来的1／8，建立了0～2π区间内相位与灰度之间的线性关系。以液晶空间光调制器作为波前校正器，数字相移干涉仪作为波前传感器，对含有高频误差的不规则波面进行了测量和误差校正。畸变波前的峰谷值（PV）由校正前的0．78A减小到校正后的0．27λ，均方根（RMS）由校正前的0．13A减小到校正后的0．02A。实验结果表明：液晶空间光调制器能够代替传统的变形镜，实现低成本、高分辨、高精度的波前校正。 展开更多
关键词 波前校正 液晶 空间光调制器 相位调制特性
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一种用于光电目标跟踪的非线性滤波算法 被引量：17
10
作者 陈浩 谭久彬 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期917-921,共5页
基于传统转换测量卡尔曼滤波算法,提出了一种二阶去偏转化测量卡尔曼滤波算法。该算法对转换测量方程进行二阶泰勒展开,得到转换测量值误差的均值和方差表达式,并对转换测量方程进行去偏差补偿,再经转换测量卡尔曼滤波,从而显著减小传... 基于传统转换测量卡尔曼滤波算法,提出了一种二阶去偏转化测量卡尔曼滤波算法。该算法对转换测量方程进行二阶泰勒展开,得到转换测量值误差的均值和方差表达式,并对转换测量方程进行去偏差补偿,再经转换测量卡尔曼滤波,从而显著减小传统滤波算法的线性化误差,提高远距离目标的跟踪精度。仿真结果表明:二阶去偏转换测量卡尔曼滤波(SCMKF)算法跟踪精度明显优于传统的扩展卡尔曼滤波(EKF)算法和转换测量卡尔曼滤波(CMKF)算法,收敛速度比EKF算法至少可提高1倍。 展开更多
关键词 目标跟踪 二阶去偏转换测量卡尔曼滤波(SCMKF) 转换测量卡尔曼滤波(CMKF) 非线性滤波
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辅助气室连通的空气弹簧隔振系统隔振特性研究 被引量：6
11
作者 刘彦 谭久彬 +1 位作者 王雷 谭志波 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期98-100,共3页
基于气体能量微分方程,建立了由两个辅助气室相互连通的空气弹簧组成的隔振系统传递率数学模型。该模型描述了阻尼比ξ、流量系数比λ、主/辅气室容积比N三者与传递率之间的对应关系。由此精确分析了辅助气室相互连通对隔振系统垂向平动... 基于气体能量微分方程,建立了由两个辅助气室相互连通的空气弹簧组成的隔振系统传递率数学模型。该模型描述了阻尼比ξ、流量系数比λ、主/辅气室容积比N三者与传递率之间的对应关系。由此精确分析了辅助气室相互连通对隔振系统垂向平动y和绕重心转动θ这两个自由度隔振特性的影响,结果表明:辅助气室相互连通对y自由度隔振性能没有影响;合理匹配λ和ξ,可使系统θ自由度超低频隔振性能提高30dB,合理匹配λ和N,系统θ自由度的谐振区隔振性能可提高20dB且高频隔振性能保持不变。 展开更多
关键词 空气弹簧 辅助气室连通 隔振特性
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差动电磁作动器的超大型光学仪器隔振基础的主动控制机理 被引量：7
12
作者 刘彦 谭久彬 王雷 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1602-1608,共7页
提出了一种基于差动电磁作动器的超大型光学仪器隔振基础的主动控制机理。该控制机理采用差动布置方案,使电磁作动器变为输出力和控制电流呈线性关系的线性作动器,再利用小阻尼条件下,绝对速度反馈与Skyhook控制方法性能接近且易于工程... 提出了一种基于差动电磁作动器的超大型光学仪器隔振基础的主动控制机理。该控制机理采用差动布置方案,使电磁作动器变为输出力和控制电流呈线性关系的线性作动器,再利用小阻尼条件下,绝对速度反馈与Skyhook控制方法性能接近且易于工程实现的特点,采用了绝对速度反馈的控制方法,可在不改变中/高频隔振性能的前提下大幅提高谐振区隔振性能。实验结果表明:利用所提出的控制机理,在时域上,z、xθ和θy三个自由度的速度(角速度)均方根值分别由10.06μm/s、4.16×10-6rad/s和4.65×10-6rad/s降至3.38μm/s、1.76×10-6rad/s和1.49×10-6rad/s;在频域上,三个自由度谐振区隔振性能均有约10 dB的提高。 展开更多
关键词 超大型光学仪器隔振基础 主动控制 差动电磁作动器
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深空大规模天线阵布局优化方法研究 被引量：8
13
作者 史学书 王元钦 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期478-484,共7页
由大量廉价的小型反射面天线组成阵列对航天器进行跟踪通信是未来深空测控网发展的一条新思路。提出一种改进的遗传算法对大规模小天线阵列地理布局进行优化,提高天线阵列的测控性能。首先分析了布局优化的约束条件,然后以最小化旁瓣电... 由大量廉价的小型反射面天线组成阵列对航天器进行跟踪通信是未来深空测控网发展的一条新思路。提出一种改进的遗传算法对大规模小天线阵列地理布局进行优化,提高天线阵列的测控性能。首先分析了布局优化的约束条件,然后以最小化旁瓣电平为目标,建立了优化模型。分析了Kogan梯度算法和常规遗传算法的局限性,最后给出了改进遗传算法的优化流程。仿真结果表明,改进的遗传算法不但具有高的优化效率,还可应用于阵列布局的多目标优化。 展开更多
关键词 深空通信 天线阵 布局优化 最小化旁瓣
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基于腹底式被动阻尼器抑制精密气浮工作台的定位噪声 被引量：2
14
作者 张山 王雷 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2704-2711,共8页
针对已开发的精密直线气浮工作台,设计了腹底式被动结构的阻尼器以解决静压气浮导轨传动阻尼小,抗干扰能力差等问题。设计的阻尼器由固定于气浮滑套下端面的阻尼片以及处于阻尼片正下方的阻尼油槽和阻尼油组成。通过实验获取了阻尼器的... 针对已开发的精密直线气浮工作台,设计了腹底式被动结构的阻尼器以解决静压气浮导轨传动阻尼小,抗干扰能力差等问题。设计的阻尼器由固定于气浮滑套下端面的阻尼片以及处于阻尼片正下方的阻尼油槽和阻尼油组成。通过实验获取了阻尼器的阻尼系数,继而建立了气浮工作台机电控制模型。仿真分析了阻尼器对工作台气浮噪声和动态特性的影响规律:随着阻尼的增大,气浮工作台的稳定裕度和衰减噪声的能力增加,但动态响应速度降低。实验表明,实验结果与所推导的气浮工作台特性一致,且增加阻尼系数为293.78N/m.s-1的阻尼器后,气浮工作台的定位噪声由60nm(峰峰值)降为20nm(峰峰值),位移灵敏度为20nm,实验验证了采用此种结构的阻尼器可有效抑制精密气浮工作台定位噪声。 展开更多
关键词 气浮工作台 气浮导轨 定位噪声 阻尼器
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液晶空间光调制器用于光学测量的研究 被引量：1
15
作者 张洪鑫 张健 吴丽莹 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第S1期39-42,共4页
研究了利用液晶空间光调制器的相位调制特性进行光学测量的方法。测试美国BNS公司反射式256×256纯相位液晶空间光调制器,相位响应呈非线性。利用反插值法对非线性相位响应进行了校正,使非线性度缩小1/8,获得了该器件线性的相位响... 研究了利用液晶空间光调制器的相位调制特性进行光学测量的方法。测试美国BNS公司反射式256×256纯相位液晶空间光调制器,相位响应呈非线性。利用反插值法对非线性相位响应进行了校正,使非线性度缩小1/8,获得了该器件线性的相位响应曲线。利用液晶空间光调制器产生相息图,能够将PV值为0.78λ,均方根为0.13λ的不规则波面,调制成PV值为0.27λ,均方根为0.02λ的近似平面波。实验结果表明,液晶空间光调制器作为补偿器能够应用于任意光学表面的测量。 展开更多
关键词 光学测量 液晶 空间光调制器 相位调制 相息图
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极坐标激光直写径向漂移理论研究
16
作者 金占雷 谭久彬 +2 位作者 刘玉涛 王雷 张山 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期38-43,共6页
为了进一步提高光学元件的线条制作精度,建立了极坐标激光直写时线条中心径向漂移的补偿模型。首先推导了极坐标激光直写的曝光量分布模型,分析了径向漂移产生的原因,然后针对数值孔径为0.5的光刻物镜建立了线条展宽模型和径向漂移模型... 为了进一步提高光学元件的线条制作精度,建立了极坐标激光直写时线条中心径向漂移的补偿模型。首先推导了极坐标激光直写的曝光量分布模型,分析了径向漂移产生的原因,然后针对数值孔径为0.5的光刻物镜建立了线条展宽模型和径向漂移模型,并分析了线条展宽和径向漂移的耦合关系,在此基础上分别建立了线条展宽补偿模型和径向漂移补偿模型。仿真结果表明,补偿前的径向漂移量是线条展宽量的3倍,对径向漂移进行补偿可以很好地减小系统原理误差,提高极坐标激光直写的制作精度。 展开更多
关键词 径向漂移 线条展宽 补偿 极坐标激光直写
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用于并行激光直写的连续深浮雕衍射透镜阵列研究
17
作者 单明广 郭黎利 钟志 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期2880-2884,共5页
研究了一种用于并行激光直写的连续深浮雕衍射透镜阵列方法.该方法采用连续浮雕衍射透镜阵列替换传统并行激光直写中的物镜阵列,在兼顾系统分辨力基础上,克服了波带片等衍射透镜阵列衍射效率低的缺点;同时因采用深浮雕结构优化环带宽度... 研究了一种用于并行激光直写的连续深浮雕衍射透镜阵列方法.该方法采用连续浮雕衍射透镜阵列替换传统并行激光直写中的物镜阵列,在兼顾系统分辨力基础上,克服了波带片等衍射透镜阵列衍射效率低的缺点;同时因采用深浮雕结构优化环带宽度,可降低阵列的制作难度.针对并行激光直写系统阵列F/#小的特点,在建立连续深浮雕衍射透镜阵列非旁轴近似聚焦模型基础上,设计、制作和测试了波长为441.6nm,F/#为7.5的连续深浮雕衍射透镜阵阵列.测试结果表明:该阵列的衍射效率优于70%,远高于波带片阵列的40%. 展开更多
关键词 并行激光直写 连续浮雕衍射透镜 深浮雕 衍射效率
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粗糙集理论在智能信息处理中的研究与应用
18
作者 满春涛 黄金杰 +1 位作者 姜宇 刘天立 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期516-520,共5页
针对现代信息处理中存在的信息不完整性、不确定性和复杂性等问题,采用粗糙集理论的原理和方法,分析了粗糙集理论在智能信息处理领域中的研究和应用,并指出了其目前的研究和发展趋势,为智能信息处理技术提供了一些方法和途径。
关键词 粗糙集 智能信息处理 不确定性 软计算
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超声波电动机驱动大行程柔性导轨设计
19
作者 马洪文 姚绍明 谭久彬 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2004年第12期86-88,共3页
应用叠片式柔性铰链和压电陶瓷电动机 ,实现了一种大行程柔性导轨可以在保持柔性铰链高直线度的前提下 ,大幅度提高行程 ,同时还保持柔性铰链微位移工作台无机械爬行现象的优点。导轨应用超声波电动机作为叠片式柔性铰链工作台的驱动器 ... 应用叠片式柔性铰链和压电陶瓷电动机 ,实现了一种大行程柔性导轨可以在保持柔性铰链高直线度的前提下 ,大幅度提高行程 ,同时还保持柔性铰链微位移工作台无机械爬行现象的优点。导轨应用超声波电动机作为叠片式柔性铰链工作台的驱动器 ,驱动分辩率可达 2 0nm。 展开更多
关键词 叠片式柔性铰链 超声波电动机 有限元 机械爬行
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电寻址空间光调制器相位调制特性的研究 被引量：6
20
作者 张艳 吴丽莹 张健 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期316-318,共3页
利用光在液晶中的双折射效应和泰曼-格林干涉原理,提出了一种测量电寻址液晶空间光调制器相位特性,即相移量与驱动电压(灰度)之间关系的新方法。该方法抗干扰能力强,实验精度高。通过测试Boulder Nonlinear Systems(BNS)公司的256×... 利用光在液晶中的双折射效应和泰曼-格林干涉原理,提出了一种测量电寻址液晶空间光调制器相位特性,即相移量与驱动电压(灰度)之间关系的新方法。该方法抗干扰能力强,实验精度高。通过测试Boulder Nonlinear Systems(BNS)公司的256×256像素反射式液晶空间光调制器,得到了其在一定电压范围内的相位调制特性具有良好的线性关系,而且在线性调制范围内器件稳定,有效孔径内各个点的平均调制误差约为0.032λ,与理论值相吻合,从而验证了该实验方法的有效性。 展开更多
关键词 液晶空间光调制器 相位调制 泰曼-格林干涉
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