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Abstract
College of Physical Science and Technology, Ningbo University, Ningbo 315211, China
The spatial rogue waves (RWs) generated by a wide Gaussian beam in a saturated nonlinear system are experimentally observed. Our observations show that RWs are most likely to occur when Gaussian light evolves to the critical state of filament splitting, and then the probability of RWs decreases with voltage fluctuations. The occurrence probability of RWs after splitting is related to the nonlinear breathing phenomenon of optical filament, and the statistics of RWs satisfy the long-tailed L-shaped distribution. The experiment proves that the presence of high-frequency components and the aggregation of low-frequency components can serve as a prerequisite for the occurrence of extreme events (EEs).
optical rogue waves spatial rogue waves saturable nonlinearity Chinese Optics Letters
2022, 20(8): 081901
1 北京空间机电研究所，北京 100094
2 先进光学遥感技术北京市重点实验室，北京 100094
空间相机运载过程的冲击振动及在轨复杂力热环境的影响容易导致相机焦平面与像面的不重合，产生离焦问题。针对长线阵大负载焦平面离焦问题，设计了一种调焦机构。该机构采用两套机构驱动，可以提供大的驱动力矩，并采用两组过约束导轨保证其力学性能。每套驱动机构由步进电机、滚珠丝杠、编码器、滚动导轨和齿轮系组成。对调焦机构建立了有限元仿真分析模型，通过模态分析，验证了该结构具有较好的刚性，能够满足相应的力学条件要求。后续通过力学试验后的精度测试对调焦精度、稳定性精度分析表明：该调焦机构的调焦精度为3.8 μm，稳定性小于5″, 同步精度为1.1 μm。设计及试验证明，该调焦机构具有较高的调焦精度和可靠性，可以满足一定范围内长线阵焦面精密调焦需要。
空间相机 调焦机构 长焦面 过约束导轨 space camera focusing mechanism long focal plane overconstrained lead rail 红外与激光工程
2021, 50(11): 20210270
北京空间机电研究所先进光学遥感技术北京市重点实验室, 北京 100094
时间延迟积分电荷耦合器件(TDICCD)及多光谱线阵探测器是航天遥感相机常用的成像器件。为了获得高质量的航天遥感图像,要求TDICCD的电荷转移速度与像移速度相等、方向相同。航天遥感相机在轨推扫成像时,畸变会导致像移方向与积分方向不匹配。为了减小电荷转移方向和像移方向之间的失配误差,将探测器拼接成一条弧线以补偿畸变引起的像移。首先建立了时间延迟积分(TDI)方向和像移方向失配的数学模型,分别给出了枕形畸变和桶形畸变弧形拼接的方向。其次,推导了像移方向与TDI方向夹角的计算公式,建立目标函数计算每片探测器的弧形拼接角度。最后,进行了弧形拼接在轨实验,结果表明,相比拼接前,弧形拼接后边缘视场的配准精度由4 pixel提升到1 pixel。
焦平面 弧形拼接 畸变 像移速度矢量 奇异值分解 光学学报
2020, 40(20): 2008001
北京空间机电研究所成像技术研究室, 北京 100094
采用多片探测器拼接是实现长线阵焦平面的通用方法。反射式光学拼接是焦平面常见的拼接方式之一。对于光学拼接,拼接反射镜几何参数设计不合理会导致定焦平面出现漏缝、杂光、遮挡光路等成像缺陷。反射镜参数计算是光学拼接焦平面设计的核心内容之一。详细介绍了光学拼接焦平面拼接反射镜的参数计算。根据几何光学建立光学拼接成像模型,分别对奇数片探测器和偶数片探测器的拼接反射镜的几何参数进行公式推导,主要包括拼接反射镜的位置、长度、宽度、角度等几何参数的数学表达式。最后将算法公式应用于工程实例,对像方远心和非远心两种典型的光学系统的拼接反射镜参数进行计算,并对两种光学系统拼接反射镜的特点进行了分析。
几何光学 焦平面 拼接反射镜 光学拼接 探测器 光学学报
2020, 40(13): 1308001
红外与激光工程
2020, 49(3): 0314001
中国电子科技集团公司 第十三研究所，河北 石家庄 050051
研究了数控延时器(TTD)芯片的基础原理，基于GaAs PHEMT工艺，设计了一款超宽带数控延时器芯片，该芯片具有超宽带、大延时量和小尺寸等优点，主要用于有源相控阵雷达中。微波在片测试系统对该6位延时器芯片实际测试结果显示，在3~17 GHz范围内，延时调节范围为10~630 ps，64态延时均方根(RMS)误差小于8 ps，全态插入损耗小于22 dB，插损波动小于±1 dB，全频带输入输出电压驻波比(VSWR)小于1.7，整个芯片尺寸仅为4.0 mm×2.6 mm×0.07 mm。实测结果与理论仿真结果吻合良好。
延时器 砷化镓 超宽带 微波单片集成电路 True-Time Delay GaAs ultra wideband Monolithic Microwave Integrated Circuit(MMIC) 太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(5): 926
北京空间机电研究所 成像技术研究室, 北京 100190
多谱带滤光片是航天光学遥感相机上的关键器件。其兼具多个谱带滤光及探测器封装的功能, 特征尺寸多, 膜系复杂, 其设计及考核过程相比全色或单谱带滤光片要复杂得多。介绍了多谱带滤光片的基片外形尺寸、滤光窗口尺寸、像元位置标识窗口、封装对准标识等关键特征尺寸的设计及计算方法。分析了滤光片的设计加工误差对滤光片与光敏芯片的封装对准精度、探测器在焦平面上的配准拼接以及相机的光谱响应特性等的影响。并基于现有的航天器环境考核方法提出了一套针对多谱带滤光片的环境考核流程和测试方法。最后给出了某相机多谱带滤光片的设计及考核应用实例。
航天光学遥感相机 多谱带滤光片 特征尺寸 环境适应性考核 space optical-remote-sensing camera multi-band filter feature size environment adaptability assessent 红外与激光工程
2018, 47(3): 0320002
针对光学拼接焦平面的图像漏缝问题，本文提出了一种基于误差分析的CCD 拼接像元数计算方法。首先，基于相机成像原理建立了焦面光学拼接的模型。结合像方远心和非远心光路系统的特点，对导致漏缝的因素进行分析。对反射镜导致渐晕区的传函下降问题，给出了拼接像元数的计算公式?最后，将该方法应用于焦平面实例，结果表明，CCD 拼接不存在漏缝现象?
光学拼接 焦平面 重叠像元 图像漏缝 optical butting focal plane overlapping pixels imaging gap
在弱场图像下,利用Racah不可约张量算符方法得到了三角对称3d4/3d6电子组态的完整的哈密顿矩阵。研究了Fe2P2S6晶体中Fe2+的基态能级和晶体结构,考虑了自旋轨道耦合与自旋自旋耦合对基态能级的影响，对Fe2P2S6晶体基态能级和电子顺磁共振的零场分裂进行了计算。计算结果与实验值符合得较好。基于此计算结果,对基态能级和零场分裂中的自旋轨道耦合、自旋自旋耦合以及3L低自旋态进行了更深入的研究,并对Fe2P2S6晶体的Jahn-Teller效应进行了研究。
材料 基态能级 晶体结构 Jahn-Teller效应
应用晶体场理论和不可约张量算符方法构造了3d2/3d8态离子在C3v对称晶场中包含自旋-轨道相互作用、自旋-自旋相互作用、自旋-其它轨道相互作用和其它轨道-其它轨道相互作用四种微观磁效应的45阶可完全对角化的能量哈密顿矩阵.利用该矩阵，计算了Ni2+∶α-Al2O3晶体的光谱精细结构和晶体局域结构，深入研究了Ni2+∶α-Al2O3晶体的自旋-轨道相互作用、自旋-自旋相互作用、自旋-其它轨道相互作用和其它轨道-其它轨道相互作用和它们对光谱精细结构的影响及Jahn-Teller效应.理论计算值和实验值相符合.研究发现，掺杂没有改变晶体的对称性、同时发现并合理解释了Ni2+对α-Al2O3晶体基态精细光谱中Jahn-Teller效应的存在机理.
掺杂 晶体局域结构 α-Al2O3 α-Al2O3 Doping Local structure
