作者单位
摘要
“天琴计划”教育部重点实验室,天琴中心 & 物理与天文学院,天琴前沿科学中心,国家航天局引力波研究中心,中山大学(珠海校区),广东 珠海 519082
Overview: The space gravitational wave detection telescope is one of the core payloads of the gravitational wave detection satellite, simultaneously expanding and contracting the transmitted beam. Optical path stability is one of the core indices for the telescope, closely related to its structural stability. To meet the ultra-high path stability and structural stability requirements posed by the gravitational wave detection mission, it is essential to study the structural deformation measurement of the telescope. Currently, there are still several shortcomings in the research of multi-degree-of-freedom deformation measurement methods for gravitational wave detection telescopes, such as inaccurate selection of measurement points, inability to decouple multi-degree-of-freedom coupling, and unclear identification of error sources in multi-degree-of-freedom measurement. This paper deeply investigates the high-precision measurement of structural deformation of space-borne telescopes designed for space gravitational wave detection. It preliminarily establishes a framework and method system for measuring the structural deformation of space-borne telescopes, theoretically describing the measurement principle of the method. The feasibility of this method applied to space gravitational wave detection is verified through simulation analysis and error decomposition. The paper focuses on resolving the issue of decoupling multiple degrees of freedom, establishing a mathematical model using analytical methods, and conducting preliminary validation using Zemax. Finally, noise analysis of the measurement system is carried out, with experimental testing of the main noise components in the measurement system, validating the correctness of the theoretical noise model proposed in this paper. The experimental results show that near 1 Hz, the displacement noise background of the single-link interferometer is 100 pm/Hz1/2. At 1 mHz in the low-frequency range, the displacement noise background reaches 10 nm/Hz1/2. The noise level of the measurement system below 1 mHz is mainly limited by environmental temperature noise, while above 10 mHz, it is primarily constrained by laser frequency noise, phase acquisition background noise, and vibration noise. During the development phase of the space gravitational wave detection telescope, the research on this measurement method is expected to fulfill the telescope's multi-degree-of-freedom deformation measurement needs. It also provides data feedback for telescope design and offers guidance for the study of the telescope's optical path stability.
空间引力波探测望远镜 形变测量 多自由度 解耦研究 噪声分析 the space gravitational wave detection telescope deformation measurement multi-degree-of-freedom decoupling study noise analysis 
光电工程
2024, 51(2): 230211
作者单位
摘要
中山大学(珠海校区)天琴中心&物理与天文学院,国家航天局引力波研究中心,天琴前沿科学中心,天琴计划教育部重点实验室,广东 珠海 519082
空间激光干涉测距系统对望远镜的光程稳定性提出了皮米级的要求。为了测量望远镜光程稳定性,基于法布里-珀罗(F-P)干涉仪设计了望远镜光程稳定性测量方案。介绍了基于PDH(Pound-Drever-Hall)锁频技术将望远镜腔内的光程长度变化转为激光频率变化的测量原理。根据已有的实验数据分析了在光程稳定性测量公式中对稳定性测量结果有影响的物理量,并对测量方案中各部件引入的外部噪声进行测量和分析。实验结果表明:光程稳定性测量公式中绝对激光频率测量误差和望远镜腔自由光谱范围测量误差对望远镜皮米级光程稳定性测量的影响非常小,影响量分别为7.1×10-9 pm/Hz1/2和5.0×10-3 pm/Hz1/2。在1~100 mHz频段内,与测量方案中电子噪声、拍频测量噪声和剩余幅度调制噪声等效的光程噪声分别为0.14、0.01、3.57 pm/Hz1/2。为实现望远镜的皮米级光程稳定性测量,需要进一步开展抑制剩余幅度调制噪声方面的研究工作。
测量 望远镜 光程稳定性 谐振腔 测量方案 
中国激光
2024, 51(6): 0604002
作者单位
摘要
1 中山大学 物理与天文学院,广东珠海59082
2 中山大学·深圳 先进制造学院,广东深圳518033
为减小无拖曳卫星的残余姿态误差,设计了一种基于动量交换的指向稳定性调控机构。采用复合轴控制的原理,与无拖曳姿态控制回路相配合,可将卫星的指向稳定性精度提高到纳弧度量级,同时减少工质损耗,达到延长卫星寿命的目的。利用压电陶瓷设计了一套敏感轴动量交换机构,并基于卫星姿态动力学对小质量块运动所产生的附加干扰力矩进行推导和分析。分别对复合轴系统的主轴系统和子轴系统进行整定,计算出满足性能需求的系统带宽。采用前馈逆模型和自适应PID控制对压电陶瓷的非线性和卫星所受扰动进行补偿。最后,通过Adams和Simulink联合仿真验证系统整体的可行性。仿真结果表明:该机构的介入可以有效降低控制系统带宽,实现10 nrad·Hz-1/2@1 mHz~1 Hz的指向稳定性控制。
无拖曳卫星 复合轴控制 姿态稳定性 压电陶瓷 drag-free satellite composite axis control attitude stabilization piezoelectric ceramics 
光学 精密工程
2023, 31(23): 3438
王凯 1,2闫勇 1徐明林 1左玉弟 1,2[ ... ]陶淑苹 1
作者单位
摘要
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
空间遥感相机在发射过程中及其在轨运行时, 由于大气压力、温度、力学环境等的变化, 导致焦面离焦。为了满足成像质量要求, 相机在空间投入使用之前必须对偏离的焦面进行校正。针对轻小型空间相机的使用特性及要求, 设计了一套调焦范围±3 mm的像面移动式调焦机构, 质量仅为3.25 kg。利用蜗杆传动的自锁性, 防止焦面组件在外力作用下发生窜动。选用微型精密级直线滚动导轨保证CMOS靶面的直线性精度。同时利用光电编码器(16位)实时反馈靶面的位置信息, 以保证其定位精度。对调焦机构进行了理论分析、动力学分析及试验验证、精度测试及分析、焦面标定试验等。试验结果表明: 调焦机构的一阶固有频率为182.7 Hz, 可以有效地避免共振现象; CMOS靶面的直线性精度优于20″, 定位精度优于±4.2 μm, 满足调焦精度要求; 焦面标定试验验证了调焦机构设计的有效性, 满足了空间遥感相机的成像质量要求。
空间相机 调焦机构 焦面离焦 动力学 精度分析 space camera focusing mechanism deviation of focal plane dynamics precision analysis 
红外与激光工程
2018, 47(12): 1218004
作者单位
摘要
河北大学 物理科学与技术学院, 河北省光电信息材料重点实验室, 河北 保定 071002
本文采用常温络合—控制水解法, 以TiCl4, 有机羧酸, 氨水, 硝酸铕, D-山梨醇等为主要实验药品, 制备了Eu掺杂纳米TiO2光触媒乳液。以酸性红3R染料为待降解物, 分别考察了不同条件下制备的TiO2光触媒乳液在太阳光模拟器生成光照射下的光催化性能。此外, 还考察了Eu掺杂纳米二氧化钛透明光触媒乳液对于不同浓度染料的光催化性能。通过酸性红3R染料的降解实验, 研究了影响Eu掺杂纳米二氧化钛透明光触媒乳液光催化活性的因素。通过X射线衍射仪(XRD)、纳米激光粒度分析仪、紫外可见分光光度计(UV-Vis)等对样品进行表征。结果表明: 样品的平均粒度为4.1 nm左右, 晶型为锐钛矿, 样品的吸收光谱可拓宽至可见光区。当Eu掺杂量为03%, pH值为6, 回流时间是15 min时, 制备的Eu掺杂纳米二氧化钛光触媒乳液的光催化性能最佳。该光触媒乳液经太阳光照射1 h之后, 对浓度为25 mg/L的酸性红3R模型反应物的降解效率最高, 达到97%以上。
Eu掺杂 TiO2光触媒 光催化性能 Eu doping nanometer TiO2 photocatalyst photocatalytic properties 
中国光学
2017, 10(6): 760
谭陆洋 1,2,*王栋 1孔林 1闫勇 1李林 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100039
以结构参数的最优匹配为设计目标, 提出了一种改善光学卫星振动环境的新思路。针对某光学卫星振动试验中出现的蜂窝顶板随机振动响应过大的问题, 研究了加强肋在降低简支蜂窝板随机振动响应中的作用。分析了该光学卫星蜂窝板结构的特点, 探讨了它的随机载荷以及在其激励下蜂窝板式结构的动力学响应。结合卫星自身结构上的需要, 提出了一种通过添加特定截面H型加强肋的方法来降低蜂窝板的响应。利用有限元法对外形尺寸为1 000 mm×1 000 mm×30 mm的蜂窝板模型进行随机振动分析验证, 结果显示: H型加强肋能显著降低蜂窝板的振动响应, 有明显减振效果。最后, 根据整星振动试验结果对卫星力学模型进行了修正, 并利用该方法对修正后的模型进行动力学分析和优化, 分析结果表明顶板响应降幅达到了40%, 为系统可接受范围, 证明了提出的方法很好地抑制了结构的随机振动响应。
光学卫星 蜂窝板 随机振动 振动试验 H型加强肋 optical satellite honeycomb panel random vibration vibration test H enforced rib 
光学 精密工程
2016, 24(2): 372
冀亚欣 1,*王丹 1张林基 1闫勇 1[ ... ]赵勇 1,2
作者单位
摘要
1 西南交通大学 材料先进技术教育部重点实验室, 成都 610031
2 新南威尔士大学 材料科学与工程学院, 悉尼 2052
采用磁控溅射法, 在玻璃基底上一步沉积In2S3薄膜。研究了溅射功率对In2S3薄膜的成分、结构、表面形貌和光电性能的影响。结果表明: 所制备的所有薄膜均为β-In2S3, 无杂相存在, 且具有(222)面择优生长特性。溅射功率对薄膜的成分、厚度和结晶度具有明显的影响, 并因此影响薄膜的光学和电学性能。薄膜在100W沉积时最接近化学计量比, 薄膜的透过率随着溅射功率增大在500nm波段附近显著提高, 禁带宽度达到2.45eV, 同时电流密度增大两个数量级。
磁控溅射 β-In2S3薄膜 溅射功率 透过率 magnetron sputtering β-In2S3 thin films sputtering power transmittance 
半导体光电
2016, 37(1): 63
作者单位
摘要
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 小卫星技术国家地方联合工程研究中心, 吉林 长春 130033
研究了采用GHJ-01光学环氧胶胶结光学件的脱胶工艺, 提出了适合精密光学胶结件快速脱胶的方法。归纳总结了光机胶结时, 黏接胶层的厚度计算公式, 以便确定适宜的光机胶结间隙; 梳理了胶结固化的操作流程及固化原则, 指出实施该方法的技术难点在于依据不同的胶结剂和胶结结构选择合理的热剥离温度及升温速度。利用某高精度胶结镜进行了脱胶试验研究。通过选择合适的热剥离加热工艺实现了该光学件的快速、微应力脱胶。相关试验表明, 经过胶结后的熔石英镜面产生了严重变形, 变化量约为原始面形值的6倍(原始面形值0.02λ, 变形后面形值0.14λ), 经脱胶修研后其面形精度达到0.018λ, 满足设计要求, 脱胶时间为105 h。该方法可满足光学件脱胶时对完整性和微应力的要求, 避免了成本的浪费和光学件的弃用, 其脱胶处理方式也适用于其它同类型光学元器件的研制。
光学环氧胶 胶层厚度 胶结固化 脱胶试验 热剥离 快速脱胶 optical epoxy glue adhesive layer thickness cementation curing degumming experiment thermal releasing fast degumming 
光学 精密工程
2015, 23(6): 1657
作者单位
摘要
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所光电技术研发中心
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所星载一体化技术研究室,长春 130033
由于薄膜衍射元件表面质量密度低、面形公差宽松,可将其作为空间大口径衍射望远系统的主镜,构成具有超大口径、轻质量、高集光率的光学载荷,提高对地球不受干扰、实时观测能力.本文分析了衍射元件的加工公差、衍射望远系统两部分空间相对位置的系统公差,提出了衍射望远系统两部分空间相对位置测量方法,并分析了测量准确度.该方法利用两种不同结构的计算全息元件,将激光光源在CMOS有源探测器上形成两个聚光光斑,实时分析两光斑的相对位置,可以精确测量偏心量和倾斜量,测量准确度分别可达50 μm和0.003°,为未来大口径衍射望远系统在空间的实施奠定了基础.
光子筛 衍射 测量 望远镜 对准 薄膜 空间光学 Photon sieves Diffraction Measurement theory Telescope Alignment Films Space optics 
光子学报
2013, 42(10): 1203
作者单位
摘要
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
随着国际能源危机的日益紧迫,空间太阳能电站(SPS)概念受到了世界各国的广泛关注,发展SPS,优化能源结构也成为我国解决能源需要的可靠途径。本文对SPS的起源、概念和发展历程进行了阐述,针对当前SPS典型系统模型,分析和总结了SPS的关键技术。结合我国当前的技术水平和未来科技发展的进步,对我国发展SPS提出了设想,采用先进的轻型薄膜聚光设计概念初步提出了一种新型SPS构型,并介绍了该构型的组成、功能及光路设计。该结构大大减小了系统质量,降低了运载的发射成本和发射难度,可为未来我国SPS的发展提供有益补充和借鉴。
空间太阳能电站 聚光薄膜反射镜 系统模型 space Solar Power System(SPS) condensing film reflector system models 
中国光学
2013, 6(2): 129

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!