南京理工大学 能源与动力工程学院, 江苏 南京 210094
采用随机表面的计算机生成方法模拟了卫星表面起伏形貌;考虑了空间环境的辐射热流, 采用蒙特卡罗法计算起伏表面面元间的辐射传递系数, 完成了起伏表面的温度分布计算;考虑表面双向反射分布函数, 建立了起伏表面随方向变化的红外辐射强度计算模型, 并且以卫星常用的镀铝聚酰亚胺薄膜材料为例, 分析了空间目标起伏表面的红外辐射特性。计算结果表明: 随机起伏表面的红外辐射特性与理想平面的红外辐射特性差别明显;表面温度分布和红外辐射分布与表面的起伏形貌特征相关性很强。其结果可以为空间目标红外探测技术的研究提供更加有效的支撑。
空间目标 红外特性 表面光学 随机表面 space object infrared characteristics optics at surfaces random surface BRDF BRDF 红外与激光工程
2016, 45(5): 0504003
1 厦门大学 物理与机电工程学院， 福建 厦门 361005
2 浙江工业大学 教育科学与技术学院， 杭州 310014
结合砂轮表面仿真及磨削过程的运动学仿真获得工件表面轮廓、形貌和粗糙度预计，可以作为磨削过程中的理论依据，是精密磨削加工技术中主要的研究内容之一。平行磨削技术是加工非轴对称非球面光学元件的重要手段，而相关的仿真过程报道还很少。提出一种基于平行磨削的精密磨削加工非球面表面生成的仿真方法，该方法主要包含使用高斯方法生成具有不同统计学特征的随机砂轮表面形貌，建立单磨粒运动轨迹方程和圆弧砂轮细分后与工件表面点接触的运动关系，据此给出平行磨削加工表面生成的数值算法，并对不同加工参数下的工件表面形貌进行仿真。仿真结果和测量结果的一致性验证了所给算法的正确性和有效性。
非轴对称非球面 平行磨削 圆弧砂轮 表面形貌 随机表面 nonaxisymmetric aspheric lens parallel grinding arc grinding wheel surface topography random surface
1 中国科学院物理研究所和凝聚态物理中心光物理实验室, 北京 100080
2 山东师范大学物理系,济南 250014
3 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
从简谐光波满足的亥姆霍兹方程出发,将由格林定理得到的介质分界面上的积分方程转化为以表面上的光波及其导数为未知量的线性方程组,并对其进行数值求解,实现了光场的数值计算。然后将这一方法应用于亚波长尺度的小孔衍射的光波以及自仿射分形表面产生的随机光场及其在近场区域范围内的传播的计算。在随机表面产生的光场计算中,提出了类比推导夫琅禾费面上散斑场自相关函数的方法产生随机表面,以及计算其导数的傅里叶变换方法。对光场的计算结果表明,在近场范围内,光场随离开表面的距离的增加而迅速变化,其传播特性完全不同于光场在远场范围内的传播特性。
近场光学 格林函数 自仿射分形随机表面 小孔衍射
