为了确定染料调Q的Nd3+∶YAG激光器发射的单次激光脉冲的偏振性,利用偏振分束立方体和双通道激光能量计,实验测量了激光脉冲经偏振分束后P偏振光和S偏振光的能量比,分析总结了激光器的偏振性。结果表明:激光器偏振性个体差异很大,不存在统一性;每一台激光器都有各自的偏振性,同一台激光器前后发射的激光脉冲的偏振性可能一致,也可能变化较小,也可能完全随机。产生偏振性的具体原因有待进一步研究。

为实现对硅光电池光谱响应的快速、准确在线测试,开发一种硅光电池光谱响应测试软件系统。该系统采用三光栅单色仪、光源、样品室、精密锁相放大器、斩波器等作为硬件设备。该系统以VC++ 6.0为开发平台,具有高精度、高准确度,对外界干扰小等优点。并对硅光电池的光谱响应进行详细地分析、计算,表明与实测结果吻合。单晶硅的光谱响应的起始波长、截止波长分别为400nm和1100nm;波长为825nm时,光谱响应峰值为0.518A/W。

回归分析是一类数学模型,其研究对象是一个随机变量同一个或多个非随机变量的关系问题,在提出一元和多元线性回归的基础上,通过比较最小二乘法解法和Excel函数解法,指出Excel函数解法可以简化复杂的数学运算,并配以图表,给求解过程带来方便。

车辆载体的随机振动影响摄像系统的成像质量,后续系统诸如目标跟踪和侦察预警系统的精度和稳定性。通过分析随机振动的特点及其产生的原因,可知随机振动受路面不平度、车辆载体类型和载体运动速度等因素的影响。根据采集的实际动态图像序列,分析摄像系统在不同影响因素下随机振动的特点。实验结果表明,车辆载体运动引起的图像帧间模糊和帧内模糊必须分别进行处理,电子稳像系统和算法应根据具体应用场景和实际系统要求进行选取。

制造业的发展迫切需要对高速加工过程中的物体进行测量和定位,利用声光调制法实现外差干涉能产生较高的频差可以实现高速测量。文中对声光式外差干涉仪的光路设计进行了分析,提出了空间分离一级衍射光和零级衍射光的一种方案,并且对光拍频的接收,光路的调整进行了分析,实验结果证明该实验系统可以用于外差干涉测量。

星敏感器是目前航天器用于确定姿态的最先进的空间姿态敏感器之一。文中针对星敏感器的特点,设计了一种星敏感器光学系统。该光学系统焦距为52.5mm,F数为1.5,视场角为12°,光谱范围为480～850nm，选取复杂化的双高斯光学结构形式及选用特殊的玻璃配对。设计的光学系统在宽谱段范围内获得了较好的成像质量,在13.4μm直径范围内能量包围达到85%,在0.85视场内各色光相对主色光的倍率色差在爱里斑直径范围内,全视场畸变小于1%,能获得准确位置坐标的恒星图片,符合星敏感相机使用要求。

设计制作了一种三角形结构的金属材料光热驱动微开关。通过理论分析和ANSYS仿真,揭示了光热偏转量与三角形结构的微悬臂倾角之间的相互关系;基于同步辐射光源及LIGA技术,以金属镍(Ni)为基底材料,微加工制作出一个微悬臂长度1435μm、倾角6°的微开关器件;利用光热驱动控制与显微视频监控系统,进行了光热驱动及偏转量检测实验。实验结果表明,在波长808nm、功率135mW的半导体激光控制下,可产生约20μm的最大光热偏转量,从而验证了这一金属材料光热驱动微开关的可行性;同时,为设计制作基于金属材料的其他微型光热驱动器件及实际应用提供了技术基础。

为了将LED发出的光均匀投射到3m远直径为1m的圆形区域内,设计了一种LED(发光二极管)射灯。采用菲涅尔透镜对射灯进行二次光学配光设计,并通过调整菲涅尔透镜的各个独立环带的倾角来优化投射光的分布。文中对菲涅尔透镜的投光效果、安全性和加工误差等方面进行了考察,结果表明设计是安全的、可靠的并具有良好的投光效果。

为了突破现存的倾斜布拉格光纤光栅制作方法的局限,提出了采用非对称光路制作倾斜条纹反射式光纤光栅的方法。该方法是通过在全息光路中加入柱面镜,将圆形光斑聚焦成线状激光,线状激光以平行于材料层的方式写入,从而获得不同倾斜角度,条纹间距任意的倾斜光纤光栅。通过写入条件的控制,达到精确控制光栅的反射率和带宽的目的。模拟仿真和分析表明这种方法对实际制作倾斜光纤光栅具有一定的参考意义和实用价值。

距离选通激光主动成像可在恶劣环境条件下有效克服大气后向散射和背景干扰,得到被观测目标的高对比度图像。详细分析了大气后向散射对主动成像系统的影响,阐述了距离选通成像技术高速门控成像的原理,并就构成距离选通激光主动成像系统的关键器件如光源、像增强CCD(ICCD)、接收光学系统提出了具体性能要求和选取中需遵循的依据,文章最后介绍了目前国外的研究状况及未来的发展趋势。

分析了摄影环境的大气压力和温度的变化对航空相机离焦的影响,介绍了基于光学自准直的自动调焦系统的硬件电路原理和软件流程设计。基于光学自准直的检焦技术,选用两种图像清晰度评价函数,运用爬山搜索法采用变步长进行检焦控制,不仅有效地节省了检焦时图像处理的时间,而且提高了检焦的精度。通过引入高度和摄影角度数据,进行离焦量计算,通过控制驱动电路调整CCD的位置来完成自动调焦过程。经过光学测试和试飞证明,该系统满足了航空相机调焦精度要求。

为考察输入能量、输出镜透过率、谐振腔腔长、调Q方式等因素对小型脉冲固体Nd∶YAG激光器输出能量的影响,进行了实验研究。结果表明输入能量是影响输出能量的最大因素;当输入能量一定时,存在最佳腔长与最佳输出镜透过率;采用Cr∶YAG晶体调Q后的输出能量始终高于采用BDN染料片调Q后的输出能量。

光纤陀螺中使用的Y分支相位调制器对单模特性要求非常高。文中深入研究了Y分支波导的多模特性,在理论分析的基础上用BPM做了Y分支的设计和仿真,模式耦合分析表明,当Y分支波导为多模时,其倒置输入时的输出功率会随波长变动发生周期性波动,该特征可用于定量判定多模临界波长。归纳数据,提出了一种独特的通过Y分支输出功率曲线测定其多模临界波长的方案,并且通过Y分支波导的测试实验验证了该方案的有效性。

在研制电定标热释电辐射计(electrically calibrated pyroelectric radiometer,ECPR)的基础上,设计和研制了紫外探测器绝对光谱响应测试系统。系统由紫外光源、光栅单色仪、移动探测器平台、弱信号检测仪器以及计算机和软件组成。测试采用参考探测器和待测探测器的光谱响应度比较的方法完成,能够直接获得紫外探测器绝对光谱响应。整个系统具有自动化和操作方便以及精度高的特点,为紫外光谱绝对测量提供了一种解决方案。

为了掌握影响激发表面等离子体共振(SPR)现象的因素,文中以薄膜光学理论为基础,利用Winspall软件模拟研究Kretschman结构下,金膜厚度、待测介质折射率以及三棱镜类型对表面等离子体共振吸收峰位变化的影响,得出了最佳膜厚以及影响激发SPR现象的棱镜折射率和待测物质折射率随共振角度变化的规律,为SPR传感器的设计与优化提供理论指导。

薄膜材料已经在半导体材料、超导材料、生物材料等方面得到广泛应用。为了得到高质量的薄膜材料,脉冲激光溅射沉积(PLD)技术受到了广泛的关注。文中介绍了脉冲激光溅射沉积薄膜的基本原理及特点,分析了脉冲激光溅射沉积技术在制备高温超导膜、铁电薄膜、生物陶瓷薄膜等功能薄膜方面的应用研究。大量研究表明,脉冲激光溅射沉积是目前最好的制备薄膜的方法之一,具有很大的发展潜力和广泛的应用前景。

研发新型的微变焦透镜已经成为当代科学的热门项目。文中提出了一种基于电湿润效应的光轴可调的液体变焦透镜并制作出了样品,它由一个内壁镀有绝缘层和疏水层的圆锥形铝筒、镀有ITO的透明玻璃下基板、锥形筒内的两种液体以及绝缘底座组成。铝圆锥形筒等分为四部分,并相互绝缘。通过改变施加于四个部分和ITO基板的电压,来控制两液体交界面的曲率,在实现调节透镜焦距的同时,可进行偏离光轴对焦,并分析了不同壁电极加不相等的电压值时光轴的偏移情况及偏移光轴时对焦情况。

为了获得更好的微压印工艺填充效果,利用有限元方法研究模压工艺的主要参数压印温度、压印力和压印时间对压印效果的影响,并对工艺参数进行优化;对压印过程中不同的模具结构的应力分布进行了研究。仿真结果表明,工艺参数优化为480℃,30N,1800s后,模具的填充率达到97.2%;对不同的模具结构,有相同的应力分布区域,在模具拐角处会有应力的高度集中,与模具接触区域的应力相对较高,模具腔体区应力最低。

简要回顾了国内光学测试仪器发展史,论述了国内光学测试仪器发展现状的四个主要特征和五个方面的差距,以及造成差距的一些主要原因,提出了加快提升国内光学测试仪器竞争能力和堵住进口的三项对策。最后,对相关领导和管理者以及专家技术人员提出了五点建议。