旋变幅值误差和正交误差在角速度频谱上表现为旋变转频的二次谐波，是旋变测角误差的主要来源，影响伺服系统角速度控制精度和稳定度。本文提出了一种基于特征频率参考的二次谐波误差自校正方法。首先，分析旋变测角误差产生的机理，获知其幅值误差和正交误差的互不相关性，并证明对旋变输出信号进行幅值调整和相位差调整可实现二次谐波误差校正。然后，在旋变和旋变数字信号转换器（Resolver-to-Digital Converter，RDC）之间设计基于比例放大的幅值校正器和基于交叉调节的相角校正器。最后，根据误差信号在线性控制系统中特征频率不变的特性，对伺服系统进行匀速控制，以角速度频谱中二次谐波频率的幅值为参考基准，分别调整幅值校正器和相角校正器，校正二次谐波误差。实验结果表明：本方法可将旋变二次谐波测角误差幅值降低78.5%，伺服系统速率波动量降低40.5%。本方法实现了旋变二次谐波测角误差的自校正，大幅提升了旋变的测角精度和伺服系统的转速控制稳定度。
测角传感器 旋变 测角误差 自校正 angel position sensor resolver angle measurement error self-correction
为了减小自由落体式光学干涉型绝对重力仪中光束垂直度对重力测量准确度的影响, 提出了一种基于双层液体光楔对光束的可变偏折实现光束垂直性自校正的快速调节方法。当光束偏离铅锤方向时, 利用液面天然水平的特性, 使液体在重力的作用下形成可变液体光楔, 自上而下的光束经双层液体光楔时光束传播方向发生偏转, 合理地匹配双层液体的折射率, 使它偏离铅锤方向的夹角得到实时修正。搭建光束垂直性自校正装置并进行实验验证, 结果表明, 装置的角度抑制比优于18.0, 当装置倾斜角度不大于2.7′时, 出射光束偏离铅锤方向不超过9.0″, 对应于重力加速度的测量误差小于1 μGal (1 μGal=10-8 m/s2)。将本方案用于自由落体式的重力加速度测量, 仅通过条式水平仪调平便可实现光束垂直性的快速准确调节, 同时还能抑制测量过程中光束垂直性缓变带来的影响。
绝对重力仪 光楔 光束垂直性 激光干涉仪 自校正 absolute gravimeter optical wedge beam verticality laser interferometer self-correction
张玲玲 1,2,3,*陈媛 1,2,3李国旗 1,2,3王健超 1,2,3[ ... ]张伟 1,2,3
1 上海市激光技术研究所, 上海 200233
2 上海激光直接物标溯源工程技术研究中心, 上海 200233
3 上海市激光束精细加工重点实验室, 上海 200233
为了改善高能固体激光器由于激光增益介质的热畸变限制了激光器在大能量输出时保持高光束质量的能力, 提出一种基于离轴混合腔的高能双板条热容激光器, 并进行了实验研究。实验结果表明该激光器的双板条结构, 具有对温度分布不均匀造成的激光波面畸变实现部分自校正的能力。再配合离轴混合腔的使用, 可大大提高激光器的光束质量。实验中采用了两块尺寸为100 mm×20 mm×500 mm的大尺寸钕玻璃板条, 激光器的阈值泵浦电压大约是2 400 V左右, 斜效率为3.4%。当泵浦电压为3 400 V时, 激光器的输出脉冲能量达到158.07 J。泵浦电压为2 800 V时, 分别对近场和远场的光斑进行测量, 可计算得到非稳腔和稳腔方向的发散角分别为1.245 9 mrad和1.545 9 mrad。
热容激光器 双板条 离轴混合腔 热畸变自校正 heat capacity laser dual-slabs off-axis hybrid resonator self-corrected of thermal distortion
1 山东航天电子技术研究所, 山东 烟台 264670
2 国防科技大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
3 海军航空工程学院控制工程系, 山东 烟台 264001
4 烟台工贸技师学院, 山东 烟台 264001
为了解决板条激光器输出激光光束质量不高的问题，建立了激光在板条激光模块中沿“之”字形光路传输时的热致波前畸变模型。对热致波前畸变的分布特点进行了研究，并提出了一种减小热致波前畸变的方法。数值仿真结果表明，通过合理的光路设计，优化激光以同一角度两次进入板条介质时的位置偏移量，可以达到减小板条厚度方向上热致波前畸变的目的。
激光光学 热效应 激光放大器 波前畸变 自校正 激光与光电子学进展
2017, 54(11): 111407
1 中国科学院大学 计算机与控制学院，北京 100049
2 中国科学院 微波遥感技术重点实验室，北京 100190
微波辐射谱分析仪是具有精细频谱分析能力的微波辐射计，是近年来被动微波遥感器的技术发展方向之一。本文提出的微波辐射数字谱分析系统基于快速傅里叶变换(FFT)算法，硬件平台基于Xilinx 公司7 系列下带有4 DPS 高速模拟子卡的Kintex7-FPGA 评估开发套件，实现一个输入带宽250 MHz，探测通道数16 384，频谱分辨力15 kHz，可实时观测的微波辐射数字谱分析系统。给出了系统的电路原理设计、关键模块的设计框图及软件流程图。最后将设计的Modelsim仿真结果和MATLAB 仿真结果作对比，验证了整个设计的正确性。
数字谱分析系统 现场可编程门阵列 自校正 流水线型快速傅里叶变换 digital spectrum system Field Programmable Gate Array self-calibration pipelined streaming Fast Fourier Transform 太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(2): 323
1 上海市激光技术研究所，上海 200233
2 上海激光直接物标溯源工程技术研究中心，上海 200233
3 上海市激光束精细加工重点实验室，上海 200233
提出了一种对温度分布不均造成的激光波面实现部分自校正的双板条结构的热容激光器。为了进行波面热畸变可自校正的热容运行方式的原理性演示验证及建立可靠的技术基础，本文建立了闪光灯泵浦的以两块尺寸为100 mm×20 mm×500 mm的大尺寸钕玻璃板条为工作介质的激光装置,在实验过程中采用三种耦合输出率分别为20％、53％和67％的平行平板腔，对工作在热容状态下的激光输出进行了测试。20％的耦合输出率过低，会造成腔内功率密度过高导致增益饱和。采用53％的耦合输出腔片在充电电压为3 300 V时，得到213.6 J的输出能量，并且未见饱和。采用耦合输出率为67％的输出腔片，在充电电压为2 200 V时达到激光阈值，阈值输出能量为82.3 J；在充电电压为3 300 V时得到单脉冲输出能量为370.1 J，斜率效率0.013，总体效率为0.94%。
热容激光器 板条 热畸变自校正 heat capacity laser slab self-corrected of thermal distortion
1 四川大学电子信息学院, 四川 成都 610064
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 成都 610041
3 中国工程物理研究院太赫兹研究中心, 四川 绵阳 621900
在波前校正过程中，变形镜(DM)在强激光连续辐照(CW)下会产生热形变，进而对入射光引入附加波前畸变，从而制约了变形镜的波前校正效果，致使光束质量改善效果变差。从变形镜热形变面形的Zernike 多项式分解出发，建立了强激光连续辐照下变形镜的热形变预估模型，根据预估所得的热形变面形，模拟计算得到了变形镜的驱动器控制信号参数，进而驱动变形镜对其自身的热形变面形进行了实时补偿。仿真结果表明，该自校正方法能有效补偿变形镜自身的热形变面形，减小变形镜热形变对其校正能力的影响；采用局部换热方式只能在一定程度上减小变形镜形变面形引起的平移相差和离焦相差，对光束质量的改善效果也比较有限，而该自校正方法能有效减小热形变引起的光程差，从而对光束质量起到明显的改善作用。
激光器 预估模型 自校正 变形镜 热形变 中国激光
2015, 42(12): 1202001
1 中国计量学院光学与电子科技学院, 浙江 杭州 310018
2 中国计量学院-北洋电气集团联合光纤传感研究中心, 浙江 杭州 310018
介绍了分布式光纤拉曼温度传感器(DTS)的基本原理、 发展趋势和工程应用研究状况, 研究了分布式光纤拉曼温度传感器的关键技术, 全面提升了DTS的性能。 将拉曼放大技术应用于DTS系统, 用拉曼增益部分抵偿光纤的传输损耗, 使系统的传感长度达到50 km; 对脉冲激光器进行211位循环编码, 在接收时采用相关运算解调, 显著提高系统的信噪比, 使测温不确定度达到1 ℃; 采用双波长自校正技术提高了系统的空间分辨率, 达到2 m; 在DTS系统中嵌入光开关, 使测温通道成倍扩展, 有效延伸了传感光纤的总长度, 组成光纤传感网络。
拉曼散射 分布式光纤拉曼温度传感器 拉曼放大 脉冲编码 双波长自校正 Raman scattering Distributed optical fiber Raman temperature sensor Raman amplification Pulse Code Dual wavelength self-correction
1 中国科学院 近代物理研究所， 兰州 730000
2 甘肃省粒子束辐射工程技术研究中心， 兰州 730000
3 甘肃省粒子束辐射工程技术研究中心， 兰州 730000，
为了提高DG型电子加速器束流扫描均匀度、解决束流中心偏移、提升束流引出效率，开发了一种既可实现X,Y两相互垂直方向均匀扫描又可以实现束流中心自动对中调节的扫描系统。介绍了扫描磁铁及其电源参数的选取依据，阐述了将扫描磁铁和束流校正线圈进行整体式设计的扫描系统扫描电流成形方式及自动对中电路信号调制过程，包括为提高加速器运行安全性而设计的连锁保护信号。产业化现场使用事实已证明,该系统设计完全达到了设计要求，具有优良的扫描均匀度和长时间工作稳定可靠性。
电子加速器 扫描电源 扫描磁铁 自校正 扫描均匀度 electron accelerator scanning powersupply scanning magnet selfcorrecting scanning uniformity
1 西安交通大学智能网络与网络安全教育部重点实验室, 陕西 西安710049
2 防化研究院, 北京102205
3 北京康尔兴科技发展有限公司, 北京100088
针对非分散红外光谱传感器零点和温度漂移问题, 建立了一种基于零气光强、 参考光强、 标准温度、 环境温度、 温度漂移系数等多参数模型, 对红外传感器长期连续运行中存在的零点和温度漂移进行自动校正和补偿。 测试结果和长时间应用表明, 仪器在各种变换的环境条件下检测精度均小于5%F.S。 CO2的平均检测精度从未综合处理前的9.26%提高到了处理后的1.23%, CH4的平均检测精度从未综合处理前的10.61%提高到了处理后的0.70%, 克服了很多气体检测仪存在的稳定性差, 标定周期短等不足, 有效提高了仪器的检测精度、 稳定性, 降低了维护成本。
非分散红外光谱 参数模型 零点自校正 温度补偿 Non-dispersive infrared Multi-parameter model Baseline auto-correction Temperature compensation 光谱学与光谱分析
2012, 32(11): 2976
