国防科技大学 光电科学与工程学院，湖南 长沙 410073
利用公共环形腔耦合实现了两路光纤激光器的无源相位锁定，研究了激光器之间耦合强度对锁相性能的影响。环形耦合腔主要由两个2×2的光纤耦合器组成，其构成了激光器之间能量相互注入耦合的公共通道，并使它们获得了初步的相位同步。考虑到耦合强度主要由成环光纤耦合器的耦合比决定，建立了分析耦合强度影响的理论模型，并从理论上研究了耦合比的大小和差异对环内光强和输出光强的影响。此外，实验上实现了两路掺铒光纤激光器的有效相位锁定，并通过分析远场干涉光斑和输出功率研究了锁相阵列输出激光束的相干性和合成效率。研究结果表明：足够的能量耦合强度是获得有效相位锁定的必要条件，通过增加耦合比来增大耦合强度可以提高锁相阵列的相干性，但会略微降低合成效率。
光纤激光器 相位锁定 相互注入耦合 环形耦合腔 耦合强度 fiber lasers phase locking mutual injection coupling ring coupled cavity coupling strength
国防科学技术大学光电科学与工程学院， 湖南 长沙 410073
幸运成像技术是一种基于目标序列短曝光图像选取、配准、叠加的事后处理方法，能够有效降低大气湍流导致的成像闪烁和抖动对图像质量的影响，提高地基望远镜的成像分辨率。首先介绍了幸运成像技术的基本原理和处理流程，然后应用该项技术，对新月月面进行了幸运成像观测实验，给出了对获得的图像进行处理和分析的结果。处理结果表明，幸运成像技术能够明显地提高空间目标通过湍流大气后的成像质量。对处理结果用小波变换的方法进行了图像增强，给出了增强结果图像和像质评价，增强结果表明，图像增强能够进一步提高幸运成像结果的质量，改善结果图片的视觉效果。
图像处理 幸运成像 大气湍流 像质评价 图像配准 激光与光电子学进展
2011, 48(1): 011002
1 国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
2 第二炮兵工程学院, 陕西 西安 710025
介绍了一种有限距离上大气相干长度测量系统的原理和方法, 给出了在长沙实验测量的初步测量结果。分析了大气相干长度对目标序列图像中“幸运图像”概率的影响。实验得到的数据和近地湍流强弱情况相符, 大气相干长度的变化显著影响了获得“幸运图像”的概率, 证明该种测量方法对幸运成像参数的选取具有一定的参考价值。
图像处理 幸运成像 大气相干长度 测量
国防科学技术大学光电科学与工程学院,湖南 长沙 410073
地基望远镜的成像分辨率通常都受到大气湍流的限制,这种限制在对扩展目标进行观测成像时变得尤为显著。幸运成像技术是一种基于目标序列短曝光图像选取、配准、叠加的事后图像处理方法,能够有效降低大气湍流导致的成像闪烁和抖动对图像质量的影响,提高望远镜的成像分辨率。介绍了扩展目标幸运成像技术的基本原理和基本流程,并应用该项技术对近地扩展目标大气湍流成像的实验观测数据进行事后处理。处理结果表明,幸运成像技术能够提高扩展目标通过湍流大气的成像分辨率。
数字图像处理 幸运成像 相关配准 非等晕性 像质评价 激光与光电子学进展
2010, 47(5): 051004
国防科学技术大学 光电科学与工程学院,长沙 410073
针对激光陀螺平台系统中测角装置高精度、高稳定度与合适动态范围的技术要求,选用RENISHAW新型增量式圆光栅作为测角装置。采用FPGA芯片设计了光栅测角系统的信号处理电路,对光栅信号进行了时序同步、抗干扰数字滤波、倍频与鉴相,设计了计数电路及与上位机的通信接口。分析了误差产生的原因,并利用激光陀螺标定了测角装置的实际测量精度。实验结果表明,设计实现的测角装置测角分辨力为3″,测量精度优于±8″,动态角速率测量范围为0°/s～360°/s,测量结果准确,性能稳定。
激光陀螺 测角装置 光栅编码器 计数 标定 ring laser gyro angular measurement device grating angular encoder count calibration
1 国防科学技术大学,光电科学与工程学院,湖南,长沙,410073
2 中国科学院光电技术研究所,四川,成都,610209
3 中国科学院研究生院,北京,100039
提出一种测量由力矩电机驱动的稳定转台摩擦参数的方法.通过对转台自由减速过程速度曲线的拟合,以及电机启动过程电流的测量,可以得到最大静摩擦力矩、库仑摩擦力矩、粘滞摩擦系数和转动惯量.建立了稳定转台摩擦的仿真模型.针对一个单轴稳定转台进行的仿真和实验结果表明,在扰动换向时产生的稳定误差尖峰由扰动换向时的阶跃摩擦干扰力矩产生.仿真获得了和实验一致的精度结果.对进一步提高稳定精度的方法进行了分析.
摩擦 参数测量 仿真分析 力矩电机
1 中国科学院光电技术研究所,四川,成都,610209
2 中国科学院研究生院,北京,100039
基于闭环控制器调整合成姿态角的融合原理,用DSP构建了数字融合滤波器.融合过程通过PID闭环控制器实时校正动力调谐陀螺仪测量的低频数据,再用该数据修正没有低频和直流分量的角速率传感器的测量数据,从而得到高低频段测量特性较好的融合数据.该过程实现了测量带宽高低不同两种惯性传感器的数据融合.融合滤波器的融合效果测试结果表明,融合后的数据除了在交接频率10Hz附近的测量特性与真实数据有误差(幅值最大衰减-4.5dB, 相移最大25o)外,在别的频段都与真实数据吻合得比较好.融合后的测量带宽可达到1000Hz,测量噪声为2.346( (RMS),因而其测量特性优于所选用传感器中的任意一种.在现有传感器不能满足要求的前提下,其应用为宽带宽惯性测量的实现提供了新思路,也为宽带宽惯性稳定系统的实现提供了前提条件.
?萑诤?惯性传感器 宽带惯性测量 闭环控制器
1 国防科学技术大学,光电科学与工程学院,长沙,410073
2 中国科学院,光电技术研究所,成都,610209
介绍了在运动基座条件下捕获、跟踪和瞄准系统的复合轴惯性视轴稳定方案及实验室演示验证实验.使用动力调谐速率陀螺测量惯性角速率稳定转台,实现大动态范围的粗稳定,使用线加速度计测量惯性姿态角稳定视轴基准,实现小动态范围的精稳定.使用视轴基准稳定误差与视轴基准平台相对其基座的转角合成粗稳定位置误差的方式,实现粗稳定和精稳定的级联.实验结果表明,复合轴稳定方案可以实现(″)级稳定精度.
视轴稳定 复合轴 线加速度计 动力调谐陀螺
1 中国科学院光电技术研究所,四川,成都,610209
2 中国科学院研究生院,北京,100039
地平式、X-Y式光电跟踪系统存在空间跟踪盲区.三轴光电跟踪系统通过跟踪方式切换可以解决空间跟踪盲区问题,但视轴偏角使得脱靶量到轴转动量的转换不同于常规地平式跟踪系统,同时使系统具有不可见区域.分析和仿真表明:视轴偏角较小时,脱靶量与轴驱动量的转换可用常规地平式跟踪系统中的方法近似,否则,需用不同的计算方法;在三轴跟踪系统退化成的地平式跟踪系统的天顶跟踪盲区外即可进行跟踪方式切换.
光电跟踪系统 三轴跟踪架 视轴偏角 目标跟踪
1 中国科学院光电技术研究所,四川,成都,610209
2 国防科学技术大学,光电科学与工程学院,湖南,长沙,410073
3 中国科学院研究生院,北京,100039
提出一种传递函数辨识方法.该方法使用非线性最小二乘曲线拟合法,结合控制对象的传递函数模型选取参数初始值,针对不同的频率特性分段拟合.使用该方法可以将复杂的控制系统频率特性转化为高精度的传递函数.在系统的中低频段内获得幅频±1dB和相频±1( 的传递函数辨识精度.由此设计的数字补偿器有效补偿了机械谐振带来的影响,扩宽了控制系统的闭环带宽.传递函数辨识方法摆脱了数字补偿器设计依赖手工调试的状况,并可以提供复杂的数字补偿器以得到高性能的控制系统.
快速控制反射镜 传递函数 辨识 最小二乘法
