1 模拟集成电路国家级重点实验室, 重庆 400060
2 中国电子科技集团公司 第二十四研究所, 重庆 400060
设计了一种基于28 nm CMOS工艺的低噪声高电源抑制LDO电路。采用折叠共源共栅结构设计了高输出阻抗、高增益误差的放大器,降低了电源噪声对输出端的影响。采用共源共栅密勒补偿结构,保证电路在负载处于轻载/重载下保持较高的相位裕度,增强了环路稳定性。误差放大器输入端采用降噪模块电路,降低了噪声对整体LDO电路的影响。基于Cadence Spectre进行仿真分析的结果表明,在1.9 V电源电压下,负载由轻载10 mA突变为重载60 mA时,环路增益为77.6~91 dB,相位裕度达到76°~79°。在中间负载电流30 mA下,对电源抑制(PSR)和噪声进行了仿真。结果表明,电源抑制为-81.9 dB,低频噪声(1 kHz)为258 nV·Hz-1/2。对LDO整体电路进行了版图设计和后仿比对。结果表明,环路增益为83.2 dB,相位裕度为78°,PSR为-78.3 dB,低频噪声(1 kHz)为283 nV·Hz-1/2。
28 nm CMOS工艺 高电源抑制 低噪声 28 nm CMOS process LDO LDO high power rejection low noise
1 School of Materials Science and Engineering, Shanghai University, Shanghai 200444, China
2 Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
3 Institute of Optics and Electronics, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, Sichuan , China
We design a novel wireless laser power transmission system in which the process of wireless power transmission to a dynamic target was completed based on the rotation of just one component. The design of this system not only reduces the load-bearing of the gimbal, but also avoids the degradation of beam quality caused by lens vibration when tracking dynamic targets. As a result, this WLPT system has been verified by tracking an unmanned aerial vehicle at 122 m away with an offset distance of ±26.7 mm. We believe this system offers great potential in high-power, long-distance dynamic laser power transmission.We design a novel wireless laser power transmission system in which the process of wireless power transmission to a dynamic target was completed based on the rotation of just one component. The design of this system not only reduces the load-bearing of the gimbal, but also avoids the degradation of beam quality caused by lens vibration when tracking dynamic targets. As a result, this WLPT system has been verified by tracking an unmanned aerial vehicle at 122 m away with an offset distance of ±26.7 mm. We believe this system offers great potential in high-power, long-distance dynamic laser power transmission.
激光与光电子学进展
2022, 59(17): 1736001
1 中国科学院光电技术研究所，自适应光学重点实验室，四川 成都 610209
2 中国科学院大学材料科学与光电子技术学院，北京 100049
3 江苏材料光学重点实验室，江苏 苏州 215163
4 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所，江苏 苏州 215163
从斜率复原波前是夏克-哈特曼波前传感器这一类斜率采样探测器的核心流程。传统的复原算法中，区域法对局部波前的复原效果好，但易受斜率噪声的影响，同时空间分辨率较低；模式法抗噪能力强，但没有精确复原局部波前的能力。本文提出了基于B样条函数的快速复原算法，将波前展开为B样条曲面的线性组合，并将复原问题从斜率最小二乘问题转化为泊松方程，利用斜率的Taylor展开式估计散度，再通过超松驰迭代法进行快速求解。该方法将B样条函数的理论散度积分和实际散度估计分离，可以方便地扩展到不同阶次和不同节点数量的B样条基复原算法中。另外，通过改变散度估计的计算区域，可以灵活控制并平衡算法的局部复原能力和抗噪能力。对变形镜驱动器响应函数的测量实验表明，该方法具有较好的局部复原能力、抗噪能力和任意精度的空间分辨率。
B样条 波前复原 哈特曼波前传感器 B-spline function wavefront reconstruction Hartmann wavefront sensor
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
在惯性约束聚变(ICF)高功率激光装置中，自适应光学波前控制技术是确保装置安全顺畅通光以及光束质量达标的关键技术之一。本文介绍了我国 ICF激光装置中波前控制技术从概念的提出到大规模应用的研究和发展历程，重点介绍了在装置不同发展阶段针对装置的需求所研究和发展的关键系统技术，包括基于远场焦斑优化的爬山法波前控制技术、基于双波前传感器数据融合的全装置波前控制技术，以及旋转腔激光装置结构中基于双变形镜的全系统波前控制技术，并介绍了相关技术在装置上的应用结果。
自适应光学 神光-III主机装置 惯性约束聚变 adaptive optics Shen Guang III (SG-III) facility inertial confinement fusion wavefront correction
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
自适应共焦检眼镜以其高分辨率、动态成像等光学特性，已经在生物医学和临床医学的多个领域得到了广泛而具体的应用。为了能够将非圆形光瞳滤波器等瞳面调制技术运用于其中，并不对波前探测产生影响，系统需要利用两个光源分别进行成像和波前校正。本文首先设计了一套基于双光源的自适应共焦检眼镜，对不同光源的人眼像差进行测量，分析了其主要差异。然后对双光源系统的像差校正能力和高分辨成像能力进行了验证，系统闭环后的图像的亮度、对比度和分辨率都有了显著的提高。最后验证了使用半圆形光瞳实现暗场成像的可行性，并得到了模拟人眼的明暗场图像。
自适应光学 共焦检眼镜 双光源 adaptive optics confocal laser ophthalmoscope two sources
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
本文介绍了为“神光-Ⅲ”主机装置研制的五十套工程化自适应光学系统，包括系统技术方案，基于可拆卸技术的大口径变形镜和具有自动对准功能的哈特曼波前传感器两主要部件的性能，测量并分析了波前特性，系统校正结果表明：自适应光学系统改善了主机装置的光束质量，满足10倍衍射极限范围内激光能量大于95%的指标要求，确保“神光-Ⅲ”主机装置激光在主放大系统内的传输顺畅。
神光-Ⅲ 自适应光学 波前校正 Shen Guang III (SGIII) facility adaptive optics wavefront correction
Author Affiliations
Abstract
1 The Key Laboratory on Adaptive Optics, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039, China
3 School of Ophthalmology & Optometry and Eye Hospital, Wenzhou 325035, China
4 Wenzhou Medical University, Wenzhou 325035, China
A bimorph deformable mirror (DM) with a large stroke of more than 30 μm using 35 actuators is presented and characterized for an adaptive optics (AO) confocal scanning laser ophthalmoscope application. Facilitated with a Shack–Hartmann wavefront sensor, the bimorph DM-based AO operates closed-loop AO corrections for human eyes and reduces wavefront aberrations in most eyes to below 0.1 μm rms. Results from living eyes, including one exhibiting ～5D of myopia and ～2D of astigmatism along with notable high-order aberrations, reveal a practical efficient aberration correction and demonstrate a great benefit for retina imaging, including improving resolution, increasing brightness, and enhancing the contrast of images.
110.0110 Imaging systems 110.1080 Active or adoptive optics 170.1790 Confocal microscopy Chinese Optics Letters
2017, 15(12): 121102
控制器性能的优劣是确保导弹能否在制导飞行中具有良好的稳定性和可控性的关键。不考虑通道之间的耦合，基于倾斜转弯(Bank-To-Turn)控制技术建立某型BTT导弹三通道弹体数学模型，分别设计了滑模变结构控制器并构造BTT导弹闭环控制系统，与PD控制和未加控制器时进行了对比研究。仿真结果表明，滑模变结构的控制效果更好，能快速跟踪导引指令，并具有良好的动态特性和稳态性能。
倾斜转弯(BTT)导弹 滑模变结构控制 PD控制 Bank-To-Tum (BTT) missile sliding mode variable structure control PD control
1 清华大学信息科学与技术国家实验室, 北京 100084
2 国网信息通信产业集团有限公司, 北京 100031
3 国网河南省电力公司郑州供电公司, 河南 郑州 450000
4 深圳清华大学研究院, 广东 深圳 518057
提出了一种基于可见光发光二极管（LED）与摄像头成像通信的室内精确定位方法，旨在实现高精度、低成本、应用范围广泛、不易受干扰的室内定位。该方法利用摄像头接收加载在LED光上的身份识别信息（ID）获得LED的绝对位置信息，进一步从摄像头拍摄的图像中获取摄像头与LED的相对位置信息，结合接收端上的姿态传感器（电子罗盘）数据，便可计算得到摄像头的精确位置，实现定位功能。采用该方法进行了高精度室内定位实验测试，测试结果表明，该方法的定位精度可以达到厘米量级，且可以仅通过软件就将接收端布设在目前大多数智能终端上。
光通信 室内定位系统 成像通信系统 精确定位 中国激光
2016, 43(12): 1206001
1 中国科学院光电技术研究所自适应光学重点实验室, 四川 成都 610209
2 中国科学院大学, 北京 100049
斜率算法对哈特曼-夏克传感器非常重要，而基于归一化互相关斜率算法的哈特曼-夏克传感器可满足强噪声情况下点光源和扩展目标的斜率探测需求。为解决互相关斜率处理器可移植性差的问题，提出用多核中央处理器(CPU)来实现斜率探测。在优化归一化互相关算法的基础上，编程实现斜率探测，并从多核并行和运算向量化两方面优化程序，提升斜率提取速度。当模板分辨率为9 pixel×9 pixel时，优化程序在Intel(R) Core(TM) i7-3770k四核计算机上运行，完成400 个15 pixel×15 pixel的子孔径斜率提取，用时约为340 μs。搭建了自适应光学系统，对优化后的斜率算法进行系统闭环测试。结果表明，使用多核CPU 的相关哈特曼-夏克自适应光学系统能在强噪声环境下进行有效的波前校正。
自适应光学 波前传感 多核中央处理器 目标跟踪 归一化互相关 波前斜率探测
