1 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130000
2 中国科学院大学, 北京 100000
针对紫外-可见光谱定标精度需求,设计了一款波段范围在185~900nm的三光栅单色仪; 为提高单色仪的波长扫描精度,降低高精度波长扫描机构在工程上的成本。建立了光栅转角误差对扫描机构波长精度的影响模型,设计了基于高精度编码器的转角误差补偿装置,通过软件不同参数设置和算法设计的补偿算法,实现了波长扫描机构的精度校正; 实验结果表明,通过参数算法补偿后,扫描机构的波长准确性精度和波长重复性精度在工作波段范围内有所提高,不同波长下其精度的提高程度不同,其中,波长准确性精度提高比范围为20.8~35.2%,波长重复性精度提高比范围为61.5~95.2%。实验结果验证了误差补偿装置及补偿算法的有效性,提高了波长扫描机构的精度,降低了高精度波长扫描机构在工程应用上的成本。
单色仪 波长扫描机构 高精度编码器 补偿算法 monochromator wavelength scanning mechanism high precision encoder compensation algorithm
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 一汽轿车股份有限公司, 吉林 长春 130000
为了满足太阳光谱在170~380 nm波段的精确观测需求, 设计了波长重复性精度优于±002 nm的紫外双光栅光谱仪。波长扫描机构是双光栅光谱仪的关键组件, 根据凹面光栅色散原理, 将光学设计指标转换为波长扫描机构设计的输入参数, 分析了影响光谱仪波长重复性精度的误差源。根据分析结果得知, 丝杠的重复定位误差是影响波长重复性的主要误差源。选用重复定位精度为±2 μm的丝杠设计了波长扫描机构, 并对光谱仪整机进行了设计。以汞灯光源对光谱仪的波长重复性指标进行了验证实验。实验结果表明, 设计的光谱仪波长重复性介于-0005~+0007 nm之间, 满足波长重复性优于±002 nm的指标要求。
双光栅光谱仪 波长扫描机构 波长重复性 凹面光栅 误差分析 double grating spectrometer wavelength scanning mechanism wavelength repeatability concave grating error analysis
中国电子科技集团公司第五十研究所, 上海 200331
本文针对电机直接驱动式扫描机构的缺点, 设计了一种电机直驱与曲柄连杆驱动相结合的二维快速扫描机构, 该机构结构紧凑、扫描速度快, 同时可以极大降低对驱动电机的力矩要求。
二维扫描机构 曲柄连杆 电机直驱 dimensional optical-mechanical scanner crank-link mechanism direct drive on motor shaft
中国电子科技集团公司第 50研究所，上海 200331
光机扫描机构是各种航天航空遥感扫描成像系统的重要组成部分，而扫描镜及转动轴系又是其关键因素。从实际工程应用出发，着重论述一种大尺寸扫描镜的制备工艺以及光机扫描机构转动轴系的设计及校核方案，提出了一种 45°平面反射镜扫描机构的关键实现技术和解决方案，经检验该方案切实可行。
光机扫描机构 扫描镜制备 轴系设计 optical-mechanical scanner preparation of scanning mirror design of axis system
1 中国科学院 上海技术物理研究所，上海 200083
2 中国科学院 兰州化学物理研究所 固体润滑国家重点实验室，甘肃 兰州 730000
开展了固体润滑轴承组件的真空加速寿命试验，以验证固体润滑轴承组件的设计是否满足在轨寿命要求。研究了MoS2基薄膜固体润滑轴承组件在小角度摆动情况下的寿命。试验采用4对轴承模拟在轨±6°连续往复摆动，通过检测轴承组件工作时的摩擦力矩、电机电流和轴承温升判断轴承运行状态。结果显示，寿命试验运行正常，累计摩擦次数为6.2×107次。寿命试验后对轴承进行了尺寸精度和旋转精度复测，然后对轴承组件进行了解剖分析。复测结果显示，轴承尺寸精度和旋转精度与试验前一致，轴承润滑状态良好。试验结果验证了固体润滑轴承组件寿命满足在轨任务要求，为其它空间相机小角度摆动的扫描机构固体润滑轴承组件的长寿命设计提供了依据。
空间相机 扫描机构 固体润滑轴承 摆动 加速寿命试验 space camera scan mechanism solid-lubricated bearing MoS2 MoS2 oscillation accelerated life test
基于单晶硅原子计数原理实现阿伏加德罗常数精密测量以及质量千克单位的复现，需要测量单晶硅球体的质量和体积，球表面几个纳米厚的非均匀氧化层分布的精密测量，是确定上述参量修正值的关键。用劳厄晶向法和激光标记确定了硅球表面坐标系统，比较了不同的硅球驱动方式，建立了基于光谱椭偏仪的自动化扫描测量装置，考察了扫描系统的重复性、稳定性；给出了NIM#3 号硅球扫描结果，表明表面氧化层椭偏扫描的短期重复性水平达到0.04 nm。
测量 单晶硅球 表面氧化层分布 扫描机构 光谱椭偏仪 激光与光电子学进展
2016, 53(3): 031202
时间延迟积分(TDI)型红外探测器作为第二代红外探测器,具有更高的温度灵敏度和更大的扫描成像视场.和面阵成像探测器相比,TDI型红外探测器必须在装置中加入扫描机构进行扫描成像,由于TDI型红外探测器光敏元在空间的位置交错排列,为了保证奇偶像元对同一目标成像,这就涉及到扫描方向与探测器奇偶像元空间匹配的问题.以480×6红外探测器为例,详细介绍了TDI型红外探测器光敏元的排列结构、工作方式以及空间校正的原理,给出了空间校正的算法和FPGA实现方法,并通过仿真和实验验证了方法的正确性.
红外探测器 扫描机构 空间校正 TDI TDI infrared detector scanning mechanism FPGA FPGA spatial correction
1 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
2 中国科学院 研究生院, 北京 100039
针对上海光源(SSRF)软X射线谱学显微光束线站高分辨变包含角单色器(VAPGM)在超高真空环境下对波长扫描机构转角精度的现场测试，提出了一种实用、有效的检测方法。采用自制的多角棱镜，结合高精度光电自准直仪进行现场测试。首先，介绍了单色器波长扫描原理，给出角度与波长的关系；接着，理论分析了转角精度与系统分辨率之间的关系；最后，介绍了该方法的检测原理、装置及检测步骤。利用该方法完成了VAPGM平面镜(PM)和平面光栅(PG)转角精度的检测， 结果分别为0.19″，0.22″，满足单色器技术指标要求。在电离室在线检测了标定后的单色器系统的分辨率，测试结果好于10 000，进一步验证了该检测方法的有效性。
同步辐射 变包含角单色器 波长扫描机构 转角精度 多角棱镜 synchrotron radiation Variable Included Angle Plane Grating Monochromato wavelength scanning mechanism rotation-angle-accuracy angle mirror
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
研究了采用弹性双平行四边形结构的空间傅里叶变换红外光谱仪用全柔性机构,即运动角镜扫描机构(Moving Cube-Corner)的设计.采用双平行四边形结构,使其运动自由度降为一维,并保证运动直线误差为±3 μm.所采用的弹性结构不仅可以用于控制单自由度微位移机构,而且还可以控制微转角机构.结果表明:该机构特别适合空间仪器和机构所要求的无润滑、无磨损、长寿命的需要.
红外傅里叶变换光谱仪 弹性金属 微位移 扫描机构
1 西安交通大学机械工程学院,西安,710049
2 西安理工大学机械与精密仪器工程学院,西安,710048
基准平面的确立,是进行表面参数评定的基础;建立理想的基准平面,在几何量形位公差检测及相关工程测量方面具有重要作用.为了建立高精度的激光扫描基准平面,对扫描平面形成过程中光束的传播进行了详细分析;根据光学矢量反射定律,推导出了扫描误差的理论公式;在此基础上揭示了误差补偿的基本原理,导出了用于补偿扫描机构产生的扫描误差的理论公式;提出了据此准则进行设计的扫描机构的模型.分析表明,用激光及其扫描装置建立光学基准面时,扫描误差是不可避免的,这种误差不加补偿,则最终将引入基准光学平面影响基准精度,进而降低参数的评定精度;借助于所推导的误差补偿公式,是可以补偿这种误差的,这对于建立高精度的扫描基准平面具有理论指导意义.
基准平面 扫描机构 误差 五棱镜 补偿 Datum Plane Scanning Equipment Error Pentagonal Prism Compensate
