刘超 1,2,3,4,*李学莹 1,2,3张开河 1,2,3兰斌 1,2,3[ ... ]鲜浩 1,2,3,4
1 自适应光学全国重点实验室，四川 成都 610209
2 中国科学院自适应光学重点实验室，四川 成都 610209
3 中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209
4 中国科学院大学，北京 100049
随着人类对太空的探索日益加深，传统射频通信愈发不能满足高速深空通信的需求，各航天国家先后对深空激光通信技术开展研究。激光通信是实现空间通信的一种重要手段，相比于传统射频通信，激光通信具有通信速率高、终端载荷小、抗干扰能力强等优点，更适用于超远距离的深空通信。目前，美国进行的研究最多，且已成功实施了两次深空激光通信演示验证。本文针对已有的深空激光通信研究与演示结果进行综述，分析了实现深空激光通信的关键技术，对深空激光通信的发展历程与未来发展进行了探讨。
深空激光通信 激光通信 深空探测 星际激光通信 激光与光电子学进展
2024, 61(7): 0706015
1 中国科学院自适应光学重点实验室，四川 成都 610209
2 中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209
3 中国科学院大学，北京 100049
为了使若干拼接子孔径能够按设计目标组合为等效大口径望远镜，各子孔径必须达到光学的同相位。提出了一种基于四棱锥传感器的共相方法，通过实验标定拟合传感器信号和平移误差的正弦关系，反求平移误差。实验结果表明：平移误差的测量值和真实值基本符合线性关系，拟合后均方根误差约为19.2 nm，平移误差的测量值能够客观准确地反映实际误差。在此基础上，对7孔径拼接镜进行了近共相校正，校正后分辨率提高了近6倍，与传统方法相比，所提方法具有结构简单、响应速度快、光能利用率高等优点。
成像系统 拼接镜 平移误差 四棱锥传感器 激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1528001
1 中国科学院自适应光学重点实验室，四川 成都 610209
2 中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209
3 中国科学院大学，北京 100049
星地激光通信技术能打破传统微波通信的频谱限制，应对星地链路越来越高的通信需求。而自适应光学系统能有效地抑制大气信道中湍流的影响，提高星地激光通信链路的稳定性和可靠性，已经成为国内外星地激光通信系统中重要的组成部分。本文详细介绍了国内外典型星地激光通信地面站的自适应光学系统以及其主要参数指标。并结合目前光通信自适应光学技术的研究成果，总结出自适应光学系统更强的波前探测能力、更高的校正能力、更稳定可靠的工作性能以及更加自动化的发展趋势。为星地激光通信中自适应光学系统的研制提供参考，以保障星地激光通信链路的高可用度。
光通信 星地激光通信 自适应光学 大气湍流抑制 光学地面站 激光与光电子学进展
2023, 60(5): 0500004
绵阳京东方光电科技有限公司, 四川 绵阳 621000
OLED 屏幕 COF连接过渡区在弯折和可靠性阶段易发生金属层断裂的问题。本文给出了柔性屏COF区的弯折路径, 通过有限元方法, 分析了COF连接过渡区相关结构的偏移、胶层厚度在弯折过程和可靠性因素下对金属层应力的影响, 同时研究了弯折路径改变后金属层应力的变化情况。结果表明: 金属层在弯折过程中受到的最大应力幅值分别随U型膜向左、向右偏移和弯折路径向上、向下移动而明显增大, 也随泡棉从左往右偏移和金属包覆层厚度增加而逐渐变大; 可靠性结果中金属层受到的最大应力分别随U型膜和泡棉从左往右偏移先减小后趋于稳定, 也随金属包覆层在初始厚度的基础上增加先增大后减小。分析结果为弯折区相关堆叠结构设计和其贴附偏差区间管控提供了参考依据, 为弯折路径设计和排故分析提供了理论依据。
金属层断裂 偏移 弯折 可靠性 应力 metallic layer fracture excursion bending reliability stress
1 中国科学院自适应光学重点实验室, 四川 成都 610209
2 中国科学院光电技术研究所,四川 成都 610209
3 中国科学院大学,北京 100049
针对便携式快反镜系统对小尺寸快反镜的需求,设计了一种紧凑型压电式驱动的快反镜结构。通过对快反镜的驱动元件、位移放大机构、解耦支撑的合理布局,具有75 mm通光口径的快反镜机械结构的外形尺寸为90 mm×90 mm×33 mm。最后对快反镜进行了实验检测,结果显示紧凑型快反镜的角行程为4.2 mrad,机械谐振频率为671 Hz,表明该快反镜系统性能好,可满足小尺寸快反镜光学系统的应用需求。
光学器件 快反镜 紧凑型 谐振频率 自适应光学 中国激光
2021, 48(13): 1305002
1 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
2 电子科技大学光电科学与工程学院, 四川 成都 610054
3 中国科学院大学, 北京 100049
针对近地面远距离成像场景下轮廓目标受湍流杂波影响而使匹配误差较大的问题,提出一种基于方向形状上下文和边连续性约束的形状点集匹配识别方法。首先将方向特征嵌入传统的形状上下文来构造一个具有尺度和旋转不变性的特征算子。然后,受模板和目标形状之间的边连续性先验启发,在目标匹配能量代价函数中加入轮廓形状边连续性约束条件以提高形状匹配精度。合成湍流杂波场景和真实远距离成像场景中的形状匹配实验结果表明,和传统方法相比,所提方法能够将杂波场景下的目标匹配误差平均降低约6%,同时还降低了计算复杂度。
大气光学 目标识别 湍流杂波 形状上下文 点集匹配 激光与光电子学进展
2020, 57(21): 210101
1 中国科学院自适应光学重点实验室, 四川 成都 610209
2 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
3 中国科学院大学, 北京 100049
分析间隙及偏心影响下的子孔径远场光斑形态变化,并探索采用理想圆孔径模板库匹配含间隙及偏心孔径的远场图样进行共相的可行性及适用范围。数值仿真了不同间隙及不同掩模偏心下的远场光斑形态,得到了二者对远场形态的影响趋势;数值模拟了采用理想模板窄带共相的过程,分析了不同间隙及不同掩模偏心下,不同平移误差的共相精度。研究表明,间隙越大,远场扩展范围越宽;偏心越大,远场受平移误差调制的效应越不明显;当间隙比例因子或偏心比例因子不超过0.3时,可直接采用理想模板共相。该研究拓展了窄带共相算法的应用,为深入研究窄带共相算法提供了相应基础。
成像系统 拼接望远镜 平移误差测量 间隙 掩模偏心 窄带算法 激光与光电子学进展
2020, 57(8): 081101
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory on Adaptive Optics, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, China
2 Institute of Optics and Electronics, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, China
3 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
Dispersed fringe sensors are a promising approach for sensing the large-scale physical step between adjacent segments with acceptable accuracy. However, the nature of dispersion in a dispersed fringe sensor leads to the ideal dispersed fringe pattern becoming vulnerable to noise, particularly at low light levels. A reliable merit-function-based algorithm with an active actuation is introduced here. The feasibility of our algorithm is numerically demonstrated, and Monte Carlo experiments for different signal-to-noise ratios are conducted to assess its robustness. The results show that the method is valid even when the signal-to-noise ratio is as low as 1.
110.6770 Telescopes 220.1140 Alignment 220.1080 Active or adoptive optics 130.6010 Sensors Chinese Optics Letters
2019, 17(12): 121101
1 中国科学院自适应光学重点实验室, 四川 成都 610209
2 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
3 中国科学院大学, 北京 100049
下一代地基或天基大型望远镜系统多采用拼接式主镜实现。受多个误差源的干扰,拼接式主镜中的子镜面容易偏离设计位置而发生刚性失调,其中,子镜沿着光轴方向的piston误差和绕子镜面内旋转轴的tip/tilt误差尤为突出,对拼接式主镜系统的成像质量产生了严重的影响。从统计的角度出发,解析研究了由piston误差及tip/tilt误差导致的失调非连续波前的统计特性;推导了失调拼接式光学系统的像场质心;基于Maréchal近似,结合失调波前的统计特性,计算了斯特列尔比。研究结果进一步丰富了人们对拼接式成像系统性能的理解。
成像系统 拼接镜 失调误差 统计特性 波前 像场质心 斯特列尔比 光学学报
2019, 39(11): 1111004
