由压电陶瓷驱动的快速反射镜(FSM)现已被广泛用于自适应光学系统的执行环节, 为了对其迟滞效应精确建模, 该文提出了一种针对FSM的IDE-BPNN建模方法。基于Madelung法则以最小二乘法构建称迟滞算子作为迟滞运动的基本描述, 扩展训练用的数据集, 并采用改进的差分进化算法(IDE)对BP神经网络(BPNN)进行训练。实验表明, 当输入30 Hz衰减的正弦信号时, IDE-BPNN模型的单轴最大误差为0.745 μrad, 归一化最大误差为0.87%, 归一化均方根误差为0.36%。相较于最小二乘建模法, 相对于最小二乘模型误差大幅缩小, 有较好的使用价值。

自适应光学系统中的压电倾斜镜通常是用来实时校正大气湍流引起的波前畸变，但压电倾斜镜的响应都有较大的非线性迟滞效应，大大降低了倾斜镜的到位精度，并且影响系统稳定性，制约了倾斜校正系统的带宽，因此需要对迟滞现象进行建模，通过建立的模型进行补偿。本文通过引入迟滞算子，使用贝叶斯正则化训练算法训练BP神经网络来构建压电倾斜镜迟滞模型，以中国科学院光电技术研究所自主研制的压电倾斜镜为对象开展了实验研究。最后的实验结果表明，通过BP神经网络构建的压电倾斜镜迟滞模型具有较准确的辨识能力，其中，X方向的迟滞大小由6.5%降低到了1.3%，Y方向的迟滞大小由7.1%降低到了1.6%。

自适应光学系统中的倾斜镜、变形镜通常是应用压电陶瓷驱动器来进行精密位移控制，但压电陶瓷驱动器都有较大的非线性迟滞效应，对系统定位性能造成了一定的影响。为了补偿迟滞现象，需要对迟滞效应进行建模。本文通过引入迟滞算子，使用贝叶斯正则化训练算法训练BP 神经网络来构建压电陶瓷驱动器迟滞模型，以中国科学院光电技术研究所自主研制的压电陶瓷驱动器为对象开展了实验研究。实验结果表明，通过BP 神经网络构建的压电陶瓷驱动器迟滞模型具有较准确的辨识能力，其中正模型的相对误差为0.0127，逆模型的相对误差为0.014。利用所建立的模型，压电陶瓷驱动器的非线性度从14.6%降低到了1.43%。

设计了一种基于光敏半导体砷化镓的主动式电磁诱导透明超材料。砷化镓的光电特性使该超材料结构中的外围圆环能在各个光照条件下响应不同频率的电磁波; 其与中心开口环耦合, 分别能够在1.47 THz与0.7 THz两个频点处产生强烈的电磁诱导透明效应。通过调节光照强度来改变砷化镓的电导率, 并拆分表面金属环结构进行对比, 分析了该超材料结构的光敏性能与其实现多波段电磁诱导透明效应的物理机理; 同时研究了砷化镓宽度、中心开口环开口大小与基底厚度对电磁诱导透明效应的影响。仿真结果表明, 该超材料结构能够在不同光照条件下, 于太赫兹波段的多个频点处产生高强度的波速迟滞效应, 并伴随较高的折射率灵敏度, 在太赫兹缓存器件与折射率传感领域有一定的应用价值。

聚合物分散液晶(PDLC)是液晶微滴分散在聚合物基体中形成的一种具有优异电光性能的材料, PDLC的电光特性对基于PDLC的电光器件的性能具有显著影响。本文对紫外固化光强对PDLC电光特性的影响进行研究。本研究使用紫外照射引发的聚合物诱导相分离方法制备PDLC。在4个不同紫外固化光强(1 mW/cm2、1.8 mW/cm2、3 mW/cm2和9 mW/cm2)条件下制备PDLC样品, 并对4个样品的电光特性如电压-透过率、响应时间和迟滞效应进行研究, 并对实验结果给出了分析。实验结果表明: 随着紫外固化光强的增加, PDLC的阈值电压和饱和电压增加, 开态响应时间ton上升, 关态响应时间toff下降, 同时对于高紫外光强聚合制备的样品迟滞效应也更加明显。本研究表明可以通过改变制备过程中的紫外光强来优化PDLC的电光特性, 从而获得性能优异的基于PDLC的电光器件。

聚合物网络液晶一般有较大的阈值电压和饱和电压，有明显的迟滞效应，所以降低阈值电压与饱和电压，降低迟滞效应和增加对比度是研究的主要目标。表面活性剂的使用可以有效减小聚合物网络与液晶的相互作用，从而降低聚合物网络对液晶分子的锚定能，来达到降低阈值电压与饱和电压的效果。本文通过在聚合物网络液晶里掺入不同比例的表面活性剂(聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯：TWEEN 80)，来研究表面活性剂对聚合物网络液晶电光特性的影响。实验结果表明：在聚合物网络液晶里增加该种表面活性剂的比例达到10∶1时，阈值电压可以降低11倍以上，饱和电压降低5倍以上，对比度有一个大的提高，迟滞效应也得到很大的改善。本文结果对提高PNLC的电光特性有重要的指导意义。

为了提高光纤光栅解调仪表的速度与精度, 提出了一种双边沿解调及非线性修正方法对PZT(压电陶瓷)的迟滞效应进行补偿。通过对PZT两端电压的上升、下降沿同时采集数据并进行交叉解调的方式, 在提高解调速度的同时有效地消除了迟滞效应。利用1个10探测点的C波段光栅对该修正方法进行检验, 修正效果较为理想, 各波长的解调误差小于±5 pm。

聚合物分散液晶(PDLC)是液晶微滴分散在聚合物基体中形成的一种新型显示材料。文章采用可逆加成断链转移(RAFT)聚合法制备大分子引发剂,引发可聚合单体甲基丙烯酸甲酯进行聚合,利用光引发聚合诱导相分离法制备了PDLC膜。通过改变大分子引发剂的含量和种类,研究了基体分子量及极性对PDLC迟滞效应的影响。实验结果显示,聚合物基体的参数对PDLC的迟滞效应有显著影响,迟滞效应随着基体分子量的下降而明显增大,而降低基体的极性可以明显减小PDLC的迟滞效应。

激光扫描器是激光雷达、激光检测和激光加工等系统的重要部件,现有激光扫描器难以实现低惯量高频率匀线速扫描。设计了一种基于新型压电驱动器的激光扫描器,该扫描器的机械扫描角度可达±0.35°,一阶谐振频率达1872 Hz。利用有限元分析软件对扫描器结构进行了设计。频率响应曲线显示扫描器具有较复杂的模态,测试了多个频率(100,400,700 Hz)下的三角波驱动扫描波形、频谱和扫描线照片,结果显示压电迟滞效应和扫描器机械谐振对扫描线性度的影响很大。设计了软件补偿迟滞效应和串联硬件陷波器抑制谐振相结合的开环控制方法,加控制器后的100 Hz和400 Hz三角波扫描非线性度分别从6%,27%减小到了2%,7%,实现了高速线性扫描。