中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 航空成像与测量重点实验室，吉林 长春130033
为了研究航空低温温度对自准直检焦系统的影响，从而指导实际检焦系统的设计及修正，本文根据自准直检焦及几何光学原理，分析了单点成像、条纹成像及有无像散条件下，成像位置、成 像宽度与接收的光强度差之间的相互关系，并给出了相关理论公式。结合实际的相机工况，对光学系统进行了相应的仿真，仿真结果显示，仿真双波峰电压值为1.4 V和0.47 V，与实际的检焦双波 峰电压值1.38 V和0.56 V基本一致。根据结果进行了温控和柔性支撑，从而使检焦正常，提高了自准直检焦系统的温度适应性。本研究对系统的温度适应性具有指导作用。
航空相机 自准直检焦 低温环境 单点成像 条纹成像 aerial camera auto-collimating focusing low temperature single point imaging fringe imaging
西安理工大学机械与精密仪器工程学院,陕西 西安 710048
多普勒激光雷达在大气风场探测中已经得到广泛应用。相比于Fabry-Perot(F-P)干涉仪、 Fizeau干涉仪, Mach-Zehnder (M-Z)干涉仪作为鉴频器具有透过率高、探测谱的范围宽、能进行视场展宽而获得大光通量、 所成直条纹可以与CCD匹配等优点,同时也可以实现大的风速探测范围,弥补现有直接探测多普勒测风激光雷 达探测范围较小,探测灵敏度的非线性问题。分析了基于M-Z干涉仪条纹成像技术的激光雷达大气风场探测 原理,对干涉仪鉴频系统进行了参数优化设计及仿真分析,通过设定实验参数,获得仿真结果,进行数据反演, 得到风速值与理论结果基本一致。
激光雷达 风场探测 Mach-Zehnder干涉仪 条纹成像技术 风速反演 lidar wind measurement Mach-Zehnder interferometer fringe imaging retrieve wind velocity
西安理工大学机械与精密仪器工程学院, 陕西 西安 710048
针对基于法布里珀罗干涉仪的大气风场探测系统，推导了进行风速、温度反演的理论模型并在理论上进行了模拟验证。利用光学设计软件Zemax完成了法布里珀罗干涉仪系统结构的仿真。通过设定不同波长入射系统，得到对应干涉条纹，利用最小二乘拟合圆方法从条纹峰值移动距离可反演出风速，与理论值进行比对，得到风速仿真误差小于4.2%。针对温度探测理论建立了合理的光源光谱文件，给出理想仿真干涉圆环，进行数据分析完成温度反演，计算出温度的仿真误差小于7.5%。结果表明，仿真模型、反演理论、数据分析和处理方法是可行的。
大气光学 风速温度反演 系统设计仿真 法布里珀罗干涉仪 条纹成像 光学学报
2011, 31(10): 1001001
