不经过光电转换的全光相位调制是实现无电中继的相干通信的关键技术之一。半导体光放大器(Semiconductor Optical Amplifier, SOA)由于具有非线性系数高、体积小等优点成为全光相位调制系统的关键器件。但因SOA中交叉相位调制与交叉增益调制同时存在, 使目前基于SOA的相位调制信号不可避免地产生功率起伏, 影响了信号质量。为此, 提出了一种利用差动平衡信号控制级联SOA的全光相位调制方案, 分析了方案原理, 并实验实现了全光相位调制, 消除了相位调制过程中因SOA交叉增益调制效应产生的波形起伏, 完成了原理验证。该调制方案对实现高阶编码格式的全光波长变换, 提升网络的灵活性和扩展性具有重要意义。

针对磨床、风机等只需要进行单面动平衡测试的机械设备动平衡检测需求, 提出基于STM32F04配合AD7606的信号采集系统, 用于采集和传输由振动传感器所采集到的转子的振动数据, 振动数据通过串口传输传送到STM32F103微型处理器上及上位机, 在上位机上进行数据处理, 用于现场动平衡检测。相对于以前的动平衡检测, 通过在STM32F103内写入动平衡算法, 应用采集系统传输过来的数据进行动平衡计算。将计算所得的不平衡量及其相角数据显示在STM32F103上的LCD屏, 这样除去可以在用于检测的上位机上观察振动值, 还可以通过观察LCD屏实时显示机器的振动值。通过实时显示的振动值判断该机器是否处于正常平衡状态。提早发现设备的异常振动, 进行处理。防止出现更加严重的问题。

本系统将转子的低速双面动平衡与一阶静力动平衡结合起来, 可实现对多级水泵转子快速、高效的动平衡。首先通过下位机对振动信号的采集, 其次将采集信号传送到上位机, 最后利用Visual Basic 软件, 根据新算法编译程序对采集信号处理、计算出影响系数, 继而测试出不平衡量值及相角。

针对高速磁悬浮飞轮转子的不平衡问题, 提出了一种在力自由不平衡控制下的在线动平衡方法, 用空气环境下低转速的在线动平衡替代真空环境下的高转速在线动平衡, 以实现兼顾高效率和高精度的在线动平衡。通过分析磁悬浮转子系统的不平衡模型和比较各不平衡控制模式下校正质量的求解方法, 得出在力自由控制模式下, 磁轴承的同频控制电流为零, 电磁力在线性化范围内仅是转子位移的线性函数。因此根据转子的同频位移响应可解算动平衡校正质量。通过所设计的磁轴承力自由不平衡控制器使转子绕其惯性主轴旋转, 获得了转子同频位移响应。由于系统参数的理论值与实际值存在一定误差, 通过一次试重对转换系数矩阵进行了校正。实验结果表明, 通过一次试重校正转换系数矩阵, 再经过两次试转后即可实现高精度动平衡。另外, 转子轴心轨迹显著减小、转子两端同频位移响应分别下降了77.29%和94.14%; 在真空环境下, 试验转子升速至500 Hz时, 转子的运行状况与低速状态一致, 进一步验证了本文提出方法的有效性。

玫瑰扫描机制下的红外制导跟踪系统采用单元探测器，不具备直接测试绕动大小的能力，因此这类产品调试后剩余动平衡的风险较大。利用方位信息提取原理建立了扫描轨迹能量分布分析工具，对绕动不平衡条件下位标器方位信息提取误差进行了研究，确定了以光学系统坐标系为平衡基准的工艺方法。提出了分别检测与平衡两轴惯性积的策略，得到的精细化算法有助于提高平衡精度等级。

利用Nd∶YAG激光器输出的1 064 nm激光进行了激光诱导击穿空气光谱实验, 测量了空气等离子体的时间分辨光谱。 基于局域热动力学平衡模型, 建立了模拟激光诱导击穿光谱的方法。 对700~900 nm波段的空气等离子体光谱进行了模拟。 通过模拟结果与实验结果的比较, 进一步估算出了空气中氮、 氧和氩的相对含量。

间接驱动激光聚变过程中, 黑腔内物质处于非局域热动平衡(non-LTE)状态, 而且辐射传输具有非平衡、各向异性等特点。为了精确描述黑腔辐射场的演化及其与物质的相互作用, 最新研制的激光聚变二维总体LARED集成程序, 基于non-LTE的多群辐射输运建模, 首次实现了激光黑腔靶实验的全过程数值模拟。数值结果表明, 辐射输运计算较好地反映了黑腔辐射场均匀性变化, 腔壁光斑区与非光斑区X光发射强度比与实验测量值接近, 靶丸压缩形状与实验图像定性一致。

提出了一种基于零位移控制的磁悬浮转子在线动平衡方法, 用于降低磁悬浮电机的振动并提高悬浮精度。通过在极坐标系中分析磁悬浮转子的静/动不平衡模型, 推导出校正质量与磁悬浮系统参数的关系。对各种控制模式下表征校正质量的特点进行分析得出：在零位移模式下, 电磁力与不平衡离心力相互抵消, 且电磁力是控制电流的线性函数, 因此可使用控制电流直接解算校正质量。使用广义选频器控制转子绕其几何轴旋转, 获得零位移状态, 提取了绕组同频控制电流解算校正质量。最后, 针对电流刚度获知误差, 在线校正转换系数阵, 进行二次高精度平衡。实验结果表明, 使用本方法一次启车即可确定校正质量, 两次启车校正转换系数阵再次平衡后, 转子振动降低98.6%,控制电流降低98.7%, 实现了高效高精度动平衡, 达到了磁悬浮转子零位移零电流运行状态。

在精密光学加工中，金刚石砂轮被广泛应用于精磨各种硬脆性材料。为了提高光学零件的表面质量，降低亚表面损伤，精密金刚石砂轮的制造及其光学加工工艺受到广泛的关注。综述了金刚石砂轮的结构、装夹方式、结合剂及基体的选用情况，对金刚石砂轮的静平衡和动平衡进行了分析，并提出了解决方案，运用该方案加工出的非球面零件面形精度Rt<1 μm，Ra＜0.3 μm。实践证明，运用该方法加工出的零件达到了超精磨的水平，大大提高了后道工序的加工效率。

控制套印误差是现代印刷技术的重要课题，而印刷机滚筒在旋转过程中表面各点的切向位移偏差是套印误差产生的主要原因。为此，论文设计并实现了旋转部件切向位移偏差实时监测系统，该系统利用光电检测以及模/数混合信号处理方法实现了对印刷机套印误差的实时监测，可用于高精度印刷机械的研发与制造过程。系统采用了条形码编码技术、虚拟标尺技术、动态切向位移偏差实时测量技术以及自适应动平衡技术4项关键技术，测量精度可达到±10 μm。