在同轴三反射镜消像散（TMA）大口径长焦距相机中，次镜支撑为大质量悬臂结构，该相机系统对次镜的位置精度有较高要求，为提高次镜支撑的动力学特性，保证结构尺寸稳定性，采用理论研究和有限元分析相结合的方法设计了一种轻质高刚度高稳定支撑结构，组件质量为4.5 kg。分析及试验结果表明，组件一阶频率较高达到104 Hz，动力学特性较好。同时设计了结构稳定性试验装置及测试方法，结果表明：经过多次振动，结构尺寸稳定在3 μm以内，组件具有较高抗振稳定性；热真空循环试验前后，结构尺寸亦未发生改变，支撑结构具有较高稳定性，满足空间应用要求。目前该支撑结构已应用于某些高分辨率空间相机中，并为高分辨率、轻质、敏捷空间相机设计提供参考。
成像系统 次镜 支撑结构 高稳定性 力学试验 激光与光电子学进展
2022, 59(7): 0712004
1 长春工业大学 机电工程学院，吉林 长春 130012
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
针对某700 mm×249 mm长条形空间反射镜组件结构设计要求，对反射镜及其支撑结构进行了详细的光机结构设计。首先，从反射镜材料选择、径厚比、支撑方案及轻量化形式等角度出发，对反射镜进行结构设计。通过理论计算得到长条形反射镜的支撑点数。对支撑点位进行了优化，并探索了支撑孔位对反射镜自重变形的影响规律。其次，为满足反射镜组件的力、热环境适应性要求，设计了一种新型柔性支撑结构，并给出了柔性铰链薄弱环节对反射镜面形精度的影响；对支撑结构安装位置深度进行优化，给出反射镜面形精度关于支撑结构安装位置的变化曲线。然后，对反射镜组件进行了有限元分析，自重和5 ℃温升载荷工况下，反射镜面形精度峰谷（Peak Valley，PV）值和均方根（Root Mean Square，RMS）值最大分别达到58.2 nm和12.3 nm；反射镜组件一阶固有频率为259 Hz，低频正弦扫描振动条件下柔性支撑最大应力响应为138 MPa。最后，进行了动力学试验测试。测试结果表明，反射镜组件一阶固有频率为255 Hz，有限元分析误差为1.7%。分析和试验结果表明，反射镜组件结构设计合理，满足设计指标要求。
长条形反射镜 轻量化 有限元分析 动力学试验 rectangular mirror lightweight finite element analysis dynamic test 红外与激光工程
2021, 50(6): 20200404
1 中国科学院合肥物质科学研究院应用技术研究所, 安徽 合肥 230088
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
用石墨烯/CuInS2量子点复合物(rGO/CuInS2-QDs)和聚2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-对苯乙炔(MEH-PPV)制备了MEH-PPV/rGO-CuInS2杂化聚合物太阳电池。 用动态测试方法研究了电池的电荷传输动力学特点。实验结果表明,与MEH-PPV/rGO器件相比,MEH-PPV/rGO-CuInS2器件的电子传输时间和电子寿命均有显著的增加, 这分别源于CuInS2量子点的表面缺陷态捕获及CuInS2量子点作为阻挡层促进了电子-空穴对的有效分离。证实了MEH-PPV/rGO-CuInS2电池中短路电流的增加 主要与聚合物中激子分离的增加和载流子复合的减少有关；器件的开路电压主要是由石墨烯的功函数和MEH-PPV的最高已占分子轨道(HOMO)之间的能级差决定, 同时受石墨烯中电子浓度的影响。
光电子学 电荷传输动力学 动态测试方法 石墨烯 optoelectronics charge transport dynamics dynamic test method graphene CuInS2 CuInS2
1 防化研究院, 北京 102205
2 防化驻西宁地区军事代表室, 青海 乐都 810700
3 青海青乐化工有限公司, 青海 乐都 810700
为了对抗目前广泛应用的红外双色(1～3和3～5 μm)制导系统, 设计制备了一种能够模拟真实目标红外双波段辐射特性的新型红外双色诱饵剂, 采用Imager IR8325中波红外热像仪测试其燃烧过程中的温度变化情况以及特定时刻的火焰温度分布; 采用SR5000光谱辐射计、 Tensor37遥感红外光谱仪测试红外双色诱饵剂静态光谱辐射特性, 获得了其频域和时域特性, 分析了双色诱饵剂辐射强度和红外中近颜色比的影响因素; 同时为了研究高速飞行状态下双色诱饵剂的辐射强度和颜色比变化规律, 采用直路式等速负压气溶胶风洞进行了诱饵剂动态辐射强度测试, 解释了红外双色诱饵剂辐射特性在高速气流影响下与传统诱饵剂不同的衰减机理。 实验结果表明, 该双色诱饵剂火焰温度在850~1 100 ℃之间, 与真实目标具有较为接近的温度特征, 该诱饵剂的红外中近比为1
双色诱饵 光谱特性 温度特性 动态测试 Dual color decoy Radiation characteristics Temperature characteristics Dynamic test 光谱学与光谱分析
2017, 37(5): 1368
1 南京航空航天大学理学院， 江苏 南京 211106
2 江苏省质量和标准化研究院， 江苏 南京 210029
基于光电技术在输送线场景下对射频识别（RFID）动态性能进行了研究。利用激光测距技术设计了RFID动态识读距离测试系统，该系统可对单标签、多标签系统进行间接测距，以及可实现RFID标签识读距离和识读率的全自动测量。分别对单标签与多标签系统进行了动态性能测试，对测试结果进行了比对分析。结果显示，在单标签测试中，传送带的材质直接影响RFID标签的动态识读性能；而在多标签测试中，RFID标签的动态识读距离随标签数量的增加而减小，系统能够准确地检测出碰撞标签。
测量 光电技术 射频识别 动态测试 间接测距 识读距离 防碰撞 激光与光电子学进展
2016, 53(9): 091204
1 国防科学技术大学 ATR重点实验室，湖南 长沙 410073
2 上海交通大学 海洋工程国家重点实验室，上海 200240
基于相似原理建立了缩比实验测试系统，针对目标大小、潜深、运动、尾流释放等设计了多种不同的工况，可实现缩比模型下热尾流探测的静态和动态测试，一方面确定水下目标热尾流的可探测性，另一方面探索热尾流探测的影响因素和变化规律，为下一步工作奠定基础。
热尾流可探测性 缩比模型 水下目标 相似性 静态测试 动态测试 detectability of thermal wakes scale model submerged objects similarity static test dynamic test 红外与激光工程
2016, 45(3): 0302002
1 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
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
针对同轴三反式空间光学遥感器对大口径主反射镜组件的高刚度、高强度、高热稳定性等特殊要求，提出一种基于Cartwheel型双轴柔铰的三点柔性支撑结构。首先利用无量纲方法研究了单个柔性支撑的柔度特性，然后利用有限元方法对反射镜组件的静力学、动力学与热特性进行灵敏度分析，确定了支撑结构中柔性环节的几何尺寸参数，并进行了有限元数值仿真。最后，利用面形值为λ/40均方根(RMS)的非球面镜进行了反射镜组件面形检测实验并利用等效球面镜组件进行了动力学实验。仿真与实验结果表明：当柔性环节尺寸为：壁厚t=8 mm，直梁高度h=4 mm，直梁长度L=8 mm时，在正交三向自重与15 ℃稳态温升作用下，反射镜面形精度RMS小于12 nm；反射镜组件一阶固有频率实验值为296 Hz，与仿真结果相差6%，能够满足使用要求。
光学器件 反射镜支撑 Cartwheel铰链 无量纲方法 有限元方法 动力学实验
中国电子科技集团公司第五十五研究所, 南京 210016
为了缩短像增强管系列产品的研发周期,提高产品成品率,结合质量管理的理念提出对像增强管中关键组件的质量控制和检测,并创新地设计和建立了像增强管图像动态测试系统。详细介绍了该系统的结构、功能和特点。该测试系统的使用,能够进一步完善关键组件的质量控制和检测,提高批量生产产品的质量和成品率、降低生产成本外,还能促进提升像管研制水平。
像增强管 动态测试 图像质量 荧光屏 微通道板 image intensifier dynamic test image quality fluorescent screen MCP
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 长春工业大学 机电工程学院，吉林 长春 130012
针对1 m口径空间相机反射镜的设计要求，提出了一种新的反射镜柔性支撑结构。以材料选择、径厚比、支撑点数量和位置、轻量化结构形式等为设计变量，以自重作用下反射镜面形精度rms值为目标函数，优化设计了一种背部开口、三角形轻量化孔、背部三点支撑的SiC空间反射镜结构，同时提出了一种反射镜柔性支撑结构。对反射镜在光轴水平状态下进行装调检测时影响反射镜面形精度的柔性支撑结构参数进行了灵敏度分析，找到了影响反射镜面形精度的结构参数。对反射镜组件动、静态特性和热特性进行了有限元分析，分析结果表明，光轴水平方向重力载荷作用下反射镜面形精度rms达到 5.6 nm，4 ℃均匀温升工况下反射镜面形rms为2.7 nm，反射镜组件一阶固有频率为192 Hz。最后，进行了反射镜组件的动力学测试试验，测得反射镜组件一阶固有频率为197 Hz，最大响应应力为181 MPa，验证了有限元分析的准确性。得到的结果显示该反射镜组件完全满足设计指标要求。
空间相机 主反射镜 柔性支撑 有限元分析 动力学测试 space camera primary mirror flexible support finite element analysis dynamic test
1 北京理工大学 机电学院, 北京 100081
2 太原科技大学 机电学院, 山西 太原 030024
针对微机电系统(MEMS)特征尺寸小, 常用的动态测试方法和系统还有一定的缺点等问题, 本文在介绍MEMS常见的三种动态测试方法的基础上, 给出了一种基于高速摄影的微陀螺振动动态测试系统。介绍了系统的硬件架构和软件功能。在动态测试的关键算法上, 应用Otsu算法对图像进行分割, 使用感兴趣区域(ROI)和不变矩方法得到振动曲线, 通过幅频分析得到微机械陀螺的振动特性。实验结果表明: 使用这种方法测量振幅的精度达到了0.1 μm; 频域测量的重复性和一致性也较好。这种动态测试方法稳定可靠、精度高、抗干扰能力强, 可以极大地减少计算量, 提高系统运行速度。
微机电系统 微机械陀螺 振动测试 动态测试 高速摄影 Micro-electro-mechanical System (MEMS) micro machined gyroscope vibration test dynamic test photography
