提出一种多波长显微干涉光强一致性的控制方法。将光强可调的白光LED作为多波长光源,在显微干涉光路中加入光强探测器,将从不同滤光片出射光的光强实时反馈到STM32单片机中,通过PID(Proportion Integration Differentiation)控制快速调整LED输出光强,实现不同波长光强的一致性,进而得到灰度分布一致的多波长干涉图像。实验结果表明,本文方法能够使不同波长的光强快速准确地稳定在设定值,将对应的不同波长干涉图像对比度误差从18%减小到2%。

液晶光学相控阵具备非机械光束偏转能力, 将其应用到空间激光通信捕跟系统中, 能够实现快速、灵活、多用户的接入。提出了一种基于液晶光学相控阵的快速跟踪方法, 该方法采用电荷耦合器件(CCD)作为信标光探测器, 比例积分微分(PID)闭环控制算法生成光束指向角控制点数据, 实现对入射光束的捷变偏转, 指向捕跟探测器中心, 达到跟踪的目的。通过理论仿真可知PID闭环控制系统能够抑制高斯白噪声, 跟踪精度小于6.5 μrad。实验验证, 经过10 ms左右的调整, 系统进入稳定跟踪状态, 跟踪精度小于12.6 μrad。

在光学理论基础上，对反射型双光栅检测系统进行了研究。建立了以反射叠栅信号及其相应位移为对象的数学模型，并利用Matlab 软件对反射叠栅信号其位移特性进行数值计算及分析仿真，经仿真研究发现，反射0 次叠栅信号输出光波强度最强、呈现出稳定的规律性。据此，设计实现一种基于反射叠栅信号的超精密定位系统，以反射0次叠栅信号作为定位台的控制信号，在微型计算机闭环作用下，实现微定位工作台高精度位移偏差实时检测以及超高精度自动定位。对于反射定位系统存在的非线性、迟滞性等特点，提出基于模糊径向基函数(RBF)神经网络的智能比例积分微分(PID)控制技术，在二者共同作用下在线实时调整PID 控制参数，实现PID 控制的智能化，提高智能控制的自适应能力。结果表明，采用反射叠栅信号的智能PID 控制系统抗干扰性强、定位效率高，可实现± 10 nm 的定位精度。