长春理工大学 光电工程学院，吉林 长春 130022
三维姿态角的精确测量在航空、航天、**等领域应用广泛，为方便准确地实现三维姿态角的测量，本文设计了一种基于透镜阵列的测量系统，并建立了微小三维姿态角测量分析模型。系统中，准直平行光束通过4个排列成金字塔形的阵列透镜，在CCD上形成规则分布的阵列光斑。通过分析CCD成像光斑间的距离、透镜阵列上相邻孔径之间的距离以及透镜阵列与CCD之间的倾斜角，可以得到光束相对于接收系统俯仰角和偏摆角，利用阵列光斑连线相对水平或垂直面的夹角，可同时得到绕Z轴的滚转角。通过与高精度自准直仪测量结果进行比较，证明所提方法的测量精度可以达到RMS≤0.1″，表明该方法能够实现三维姿态角的测量。
激光 透镜阵列 角度测量 图像边缘检测 laser lens arrays angle measurement image edge detection
1 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 吉林省光电测控仪器工程技术研究中心, 吉林 长春 130022
3 长春工程学院, 吉林 长春 130022
现有太阳模拟器在辐照度调节时存在调节范围窄、数值不连续等缺陷,这会严重影响辐照不稳定度和光谱匹配度。针对这个问题,提出基于环带聚光与对称匀光理论的太阳辐照调制方法。首先,研究椭球聚光镜配光所形成的辐照面的能量分布;接着,研究光学积分器的匀光机理,提出基于通孔的能量调制方法,结合辐照度分布函数获得均匀的辐照度分布;最后,设计辐照调节系统,通过改变辐照调节板开孔尺寸实现辐照度的连续调节,利用Lighttools软件进行辐照度仿真。仿真结果表明:太阳模拟器的辐照度在490.38~1473.78 W/m 2范围内连续可调,且椭球聚光镜的斜率误差为σ=2 mrad时,不同辐照度下的不均匀度均优于1.76%(达到太阳模拟器校准规范的A级要求),实现了太阳模拟器辐照度的宽范围调节,且辐照度调节不会改变辐照不稳定度和光谱匹配度。
光学设计 照明设计 太阳模拟器 辐照度 连续可调 不均匀度 光学学报
2021, 41(16): 1622002
1 长春理工大学, 吉林 长春 130022
2 长春工程技术学院, 吉林 长春 130022
3 光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室, 吉林 长春 130022
4 吉林省光电测控仪器工程技术研究中心, 吉林 长春 130022
为实现太阳模拟器的大辐照面积均匀照明, 研究了大面积发散太阳模拟器光学系统的设计与仿真。分析了复眼透镜阵列组与发散投影系统的工作原理及旁瓣效应的产生机理; 基于嵌套建模思想, 结合多项式拟合方法, 得出了氙灯轴上的强度分布曲线, 并根据氙灯发光能量对称的性质, 实现了氙灯空间光强分布的模拟; 结合提出的光学系统设计边界条件与参数, 设计了光束整形系统、复眼透镜阵列组和发散投影系统。实验结果表明: 大面积发散太阳模拟器的工作距离为20 000 mm, 辐照面直径为1 500 mm, 辐照均匀度为92.8%, 满足均匀照明的使用需求。
太阳模拟器 均匀照明 复眼透镜阵列 光束整形 氙灯建模 solar simulator uniform illumination fly-eye lens array beam shaping Xenon lamp modeling
1 长春理工大学光电工程学院， 吉林 长春 130022
2 中国白城兵器试验中心， 吉林 白城 137001
在空间光通信中，光学系统起着非常重要的作用，光学薄膜技术已成为制作光学元件的关键技术。对532、808、1064、1550 nm激光工作的4个波段，选择Ti3O5和SiO2作为高低折射率材料，借助于膜系设计软件，采用电子束蒸发和离子辅助沉积的方法设计并制备了激光滤光膜。镀膜后的基片在808 nm处的透射率大于90%，532、1064、1550 nm处的反射率均大于99%。重点解决了808 nm透射区半波孔的问题，通过对基片进行清洁、减少薄膜的吸收和进行真空退火等方法提高了膜层的激光损伤阈值。经过性能测试和评估，满足系统的要求。
薄膜 激光滤光膜 离子辅助沉积 激光损伤阈值 空间光通信 中国激光
2012, 39(12): 1207001
