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
空间光学遥感器朝着更高分辨率、更高侦测功能密度的方向发展, 兼具可见光和红外谱段侦查功能的高分辨率、轻小型相机逐渐成为研究的热点。制冷机的微振动是影响光学遥感器成像品质的关键因素之一。为了量化评估红外制冷机微振动特点及对成像性能的影响, 解决微振动对高分率相机成像系统干扰的问题, 对脉冲管式斯特林制冷机的微振动产生机理进行了分析, 采用固支测力法对微振动性能进行了不同功率和使用状态下的测试和分析。基于制冷机的微振动测试数据, 提出了在应用环节隔离微振动传递路径的微振动抑制策略, 整机的有限元仿真分析表明制冷机微振动对成像系统的传函影响降为0.02%, 证明了其有效性。
高分辨率 可见-红外 一体化相机 制冷机 微振动 high resolution visible-infrared integrated camera refrigerator micro-vibration
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
多光谱遥感相机提供的光谱图像信息具有极高的应用价值。为突破CCD成像器件谱段数量的限制、增加单台相机的谱段数量, 提出了一种双通道的解决方法。从光学系统入手, 对一种双通道离轴多光谱遥感相机进行了高稳定性光机结构设计。首先, 通过使用四点球头支撑技术实现了对大口径主镜的高稳定性支撑, 保证了在各个工况下反射镜面形精度满足使用要求。之后, 对相机的焦面组件、主框架及隔振系统进行了设计及优化, 保证了双通道离轴遥感相机在提供八个多光谱谱段的同时, 具有良好的结构稳定性。最后, 对整个相机进行有限元分析和力学环境试验, 结果表明相机具有较高的稳定性, 符合设计预期。
遥感相机 谱段 双通道 稳定性 离轴 光机结构设计 remote sensing camera spectral segment dual channel stability off-axis opto-mechanical structure design 红外与激光工程
2019, 48(4): 418005
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
杭州市质量技术监督检测院, 浙江 杭州310019
为评定照明产品的光生物安全测量的可靠性,提高测量结果之间的可比性,依据JJF 1059.1-2002《测量不确定度的评定和表示》和GB/T 20145-2006《灯和灯系统的光生物安全性》标准进行测量和评定,分析测试过程中的影响因素,建立数学模型,对LED照明产品的光生物安全测量进行不确定度评定。
光生物安全 测量不确定度 照明产品 photobiological safety LED LED uncertainty of measurement lighting products
中国科学院 电子学研究所, 高功率微波源与技术重点实验室, 北京 100190
针对2维电子光学多参量优化问题, 采用微动粒子群优化算法, 在给出目标电子轨迹和优化范围的前提下, 可以得到趋近于该电子轨迹的真空边界和聚束磁结构。该算法分为前后两阶段：第一阶段采用前后试探法(微动), 同时参照最优粒子的信息;第二阶段采用标准粒子群优化算法。针对涉及多个相关参量的电子光学设计问题, 标准粒子群优化算法仅能保证以较高概率收敛到局部最佳解, 而微动粒子群优化算法能以较高概率收敛到全局最佳解, 并且展现了多核计算机在电子光学设计上的潜力。初步的软件试验显示：消耗人类工程师几周时间的电子光学设计问题, 用微动粒子群算法在普通个人计算机上几十小时就能完成。
微动粒子群优化算法 微动 电子轨迹 多参量优化 jiggle particle swarm optimization algorithm jiggle electron trajectory multi-parameter optimization 强激光与粒子束
2010, 22(12): 2940
中国科学院 电子学研究所 高功率微波源与技术重点实验室,北京 100190
提出一种微动粒子群优化算法,针对2维静磁场多参量优化问题,在给出轴上目标轴向磁感应强度分布曲线的前提下,可以得到趋近于该分布曲线的磁结构。该算法分为前后两阶段:第一阶段采用前后试探法(微动),同时也参照最优粒子的信息;第二阶段采用基本粒子群优化算法。微动粒子群优化算法可以发挥多核计算机在工程设计上的潜力,而且即使粒子数目很少,也能不断趋近目标解。
微动粒子群优化算法 微动 磁感应强度 多参量优化 jiggle particle swarm optimization algorithm jiggle magnetic flux density multi-parameter optimization
