光纤在低温环境下的使用越来越广泛，更加优异的低温用涂料和光纤低温性能的研究探索也逐步深入。采用3种不同涂料的G652单模光纤进行光纤抗压力测试，对抗压力测试后的光纤表面形貌进行分析，同时对低温试验后光纤的涂层抗压力与附加衰减性能进行测试表征。实验结果表明：光纤自身抗压力值越大，其低温附加衰减值越小，耐低温性能就越佳，且低温测试前后的光纤抗压力值差异较小。
不同涂料 抗压力测试 低温性能 附加衰减 different coatings, pressure resistance testing, l
1 南京航空航天大学机电学院，江苏 南京 210016
2 航空工业北京长城计量测试技术研究所，北京 100095
对于由激光跟踪仪Leica AT901-MR、激光扫描仪Leica T-Scan5（以下简称“T-Scan”）和工业机器人KUKA KR90R3100 extra组成的测量系统，合理规划激光跟踪仪站位来测量变化频繁的T-Scan位姿成为关键问题之一。针对该问题，首先构建融合了激光跟踪仪和T-Scan测量特性的组合测量约束模型，并提出判断站位可行性的站位评价方法；然后，为了提高测量效率与减小站位数量，基于站位评价方法设计站位规划方法的流程；最后，基于Open CASCADE程序实现了站位规划，并设计蒙皮扫描实验进行验证。结果表明：所提方法规划的激光跟踪仪站位的数量比经验法的数量少；在规划站位下对蒙皮开展的测量耗时约5 min，而经验法的测量耗时约40 min。
测量 激光扫描仪 激光跟踪仪 工业机器人 组合测量 站位规划 Open CASCADE 激光与光电子学进展
2021, 58(17): 1712001
华中光电技术研究所— 武汉光电国家研究中心， 湖北 武汉 430223
温度变化会导致红外镜头成像质量恶化，为消除温度变化的影响，提出了基于杠杆放大原理的红外消热差机构方案。利用杠杆原理，将不同金属线胀量的差值放大后再推动消热透镜对红外光学系统进行补偿，从而保持光学性能的稳定。介绍了这种消热差机构的设计方案、关键设计及某导引头的红外实例应用。在-45 ~ +60 ℃变化范围内，该实例在消热差之前像面漂移量为0.717，消热差之后像面漂移量为0。这种机构为红外消热差技术增加了一个新的途径。
红外光学系统 温度变化 杠杆原理 消热差 机构设计 infrared optical system temperature change lever principle athermalization mechanism design
红外与激光工程
2020, 49(6): 20190575
1 华中光电技术研究所—武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430223
2 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
通过分析仿生蛾眼抗反射阵列周期对反射率和透射率的影响,获得了波长与周期之比与反射波能量和零级透射波能量直接相关,分界线符合±1级衍射倏逝条件。在亚波长区具有低反射率和低零级透射率,而在小周期区具有低反射率和透射率。并且通过引入微结构顶面与底面直径之比圆锥度系数概念来表征微结构形状,从而能够分析圆锥形、圆台形、圆柱形仿生蛾眼微纳结构之间不同形状过渡的变化趋势,进而实现了制备微纳结构形状的误差分析。
仿生蛾眼 抗反射微纳结构 衍射特性 瑞利展开式 形状误差分析 bionic moth-eye anti-reflection micro-nano structure diffraction characteristics rayleigh expansion shape error analysis
华中光电技术研究所—武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430223
设计了一种基于衍射元件的长焦距中波红外连续变焦光学系统,焦距为70~800 mm,11.4倍连续变焦。该系统采用二次成像技术,具有100%冷光阑效率,公差分配合理,没有冷反射和鬼像。在空间频率16 lp/mm处,所有焦段的MTF值均大于0.5。采用衍射元件,提高了光学系统的像质,减小了光学系统的体积和重量,采用凸轮变焦,光机结构紧凑、重量轻。
光学设计 衍射 长焦距 连续变焦 optical design diffraction long focal length continuous zoom
华中光电技术研究所—武汉光电国家实验室， 湖北 武汉 430073
为了解决不同厚度下平行平晶的多表面干涉效应对光学元件面形检测的影响，提出了基于波长移相调谐原理的多表面干涉面形检测方法。根据波长移相调谐原理，推算出不同厚度下被测元件与测试腔长的比例关系，通过对多表面干涉图进行离散傅里叶变换，进而提取出平行平晶前后表面面形的相位信息。实验结果表明: 与ZYGO公司GPI干涉仪测量结果对比，厚度分别为10 mm和40 mm的两块平行平晶，测试结果偏差很小，验证了算法的有效性。
波长移相 平行平晶 干涉 频率 wavelength-tuned phase shifting parallel plate interference frequency
华中光电技术研究所—武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430223
基于液晶可调滤光片(Liquid Crystal Tunable Filter, LCTF)的分光原理, 设计一种工作谱段为400~720 nm, 焦距4.5 mm, 视场角140°, F数为1.28的广角多光谱成像光学系统。该光学系统由前端光学镜头、LCTF和成像镜头组成, 其中前端光学系统镜头将入射光束进行扩束, 同时将入射光束的广角视场缩小至LCTF可接收角度范围内; LCTF利用液晶材料的电控双折射效应, 实现对某一波长光信号的选择透过。根据多光谱成像系统的总体方案, 对光学系统的各光学参数进行合理选取。设计结果表明, 整个系统在120 lp/mm的空间频率处轴上及轴外的调制传递函数MTF均大于0.4。
光学系统设计 多光谱成像 液晶可调滤光片(LCTF) 调制传递函数 optical system design multispectral imaging liquid crystal tunable filter modulation transfer function(MTF)
华中光电技术研究所—武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430223
在共形光学系统中,椭球形整流罩打破了球形整流罩的旋转对称性,引入了随目标视场变化而变化的动态像差。共形光学设计的主要任务就是消除或者减小椭球形整流罩引入的动态像差,使共形光学系统的成像质量满足使用要求。设计了基于反向旋转位相板的共形光学系统,利用一对反向旋转位相板的反向旋转对目标视场进行动态扫描,利用固定校正器、衍射元件和泽尼克位相板校正了椭球形整流罩引入的动态像差。成像系统采用二次成像的透射式结构,实现了冷光阑效率100%。结果表明:该方法不仅有别于传统扫描方式,而且有效地消除了大长径比的共形光学系统的动态像差。
反向旋转位相板 整流罩 共形光学 光学设计 reverse rotating phase plate radome conformal optical system optical design
武汉理工大学信息工程学院光纤传感技术与信息处理教育部重点实验室, 湖北 武汉 430070
采用半导体光放大器和可调谐法布里珀罗滤波器，以环路结构组成高速扫描激光器，结合光耦合器、光环路器和光电二极管等，形成4通道大容量高速光纤光栅解调仪。系统采用2 kHz的类三角波调制信号，驱动法布里珀罗滤波器在50 nm的光谱范围内进行快速扫描。通过引入光纤梳状滤波器和单峰滤波器组成的参考通路，消除法布里珀罗滤波器的非线性效应和扫描波长漂移问题，使得解调仪具有很好的稳定性和线性度。高速光纤光栅解调仪的稳定性为2 pm，分辨率为1 pm，线性度为0.99957，测量精度为5 pm，解调频率为2 kHz。
光纤光学 光纤传感 光纤布喇格光栅 高速解调 可调谐法布里珀罗滤波器 非线性
