1 北京信息科技大学 仪器科学与光电工程学院，北京100192
2 北京无线电测量研究所，北京100039
3 中国大恒集团有限公司 北京图像视觉技术分公司，北京100080
为了提高光纤光栅传感网络的信息传递密度与容量，提出基于超声脉冲激励的光纤光栅复用技术，并进行实验分析，通过将超声脉冲激励分别导入单光栅与光栅串中，使单光栅、光栅串发生啁啾。实验结果表明：单光栅实验中，超声脉冲使光栅降低其相对反射率；光栅串实验中，超声脉冲使其中一个光栅相对反射率下降时，其余光栅相对反射率上升，能有效分离3个光谱相近的光栅。
光纤光栅 超声脉冲激励 复用技术 fiber grating, ultrasonic pulse excitation, multip
田思恒 1,2,3,4黄永梅 2,3,4,5,*徐杨杰 2,3,4,5南新元 1[ ... ]唐薇 2,3,4,5
1 新疆大学电气工程学院，新疆 乌鲁木齐 830046
2 中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209
3 中国科学院光电技术研究所光场调控科学技术全国重点实验室，四川 成都 610209
4 中国科学院光电技术研究所光束控制重点实验室，四川 成都 610209
5 中国科学院大学电子电气与通信工程学院，北京 100049
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光学成像系统 离轴望远镜 次镜 离焦光斑 神经网络 快速调整 optical imaging system off-axis telescope secondary mirror defocused spot neural Networks quick adjustment
1 中国科学院光电技术研究所光束控制重点实验室，四川 成都 610209
2 中国科学院大学，北京 100049
如何检测光学元件的偏心和倾斜误差是离轴望远镜系统装调中的一个关键问题。针对这一问题，提出了一种二阶灵敏度矩阵法。在偏心范围为（-3 mm，3 mm）和倾斜范围为（-3 mrad，3 mrad）时，绘制了Zernike系数与失调误差的关系曲线，该曲线与数据间的拟合优度都大于0.99，并求解出两个灵敏度矩阵，依据矩阵进行仿真实验，结果表明， x， y轴的均方根值分别为0.0023 mm 和 0.0043 mm，倾斜均方根值分别为0.0177 mrad和0.0031 mrad。仿真实验验证，与传统的灵敏度矩阵法相比，该方法具有更高的精度。
成像系统 离轴望远镜 失调误差 泽尼克系数 二阶灵敏度矩阵 激光与光电子学进展
2022, 59(8): 0811002
1 中国科学院光电技术研究所，成都 610209
2 中国科学院光束控制重点实验室，成都 610209
大范围、快速、高精度扫描是光电探测、激光雷达、红外对抗等领域的一项关键技术，目前传统的扫描方式很难兼顾这些指标。首先分析了旋转双棱镜用于大范围、快速、高精度扫描的优势；其次介绍了前向扫描和反向扫描的原理和方法，并重点对反向扫描的不同算法（一阶近似法和矢量光学法）进行了分析；最后建立了旋转双棱镜快速扫描仿真系统，对两种反向扫描方式的有效性和精度进行了验证，结果显示，在±1.5°扫描范围内，一阶近似方法精度约 20″，而矢量光学方法约 1″。文中为大范围快速高精度扫描领域提供了新的技术途径。
旋转双棱镜 扫描 光束偏转 等速螺旋线 rotational double prisms scanning beam deflection archimedean spiral
1 中国科学院光电技术研究所, 成都 610209
2 中国科学院光束控制重点实验室, 成都 610209
3 中国科学院大学, 北京 100049
为了使悬背式箱体结构具有较好的静动态特性, 研究了不同加强筋分布方式对整个箱体结构的影响。结合悬背式光电载荷箱体的实际工况, 建立了 ANSYS有限元模型；在静态和模态分析基础上, 对箱体结构提出了多种改进意见。应用 PROE软件对加强筋的形状和位置进行参数化建模, 实现不同分布形式的加强筋模型的快速建立。应用 ANSYS软件对不同加强筋箱体模型作有限元分析, 并将结果分析比较, 提出一种折衷评价函数对结果优劣进行评判, 选定了最优的加强筋布局方式。最后考虑到整个箱体的实际应用环境, 对加强筋的形状尺寸进行了调节, 在箱体内部法兰盘处增加了一条纵向加强筋, 确定了最终的箱体结构形式。优化后的箱体静态工况最大位移从 0.029 mm下降到 0.013 mm, 达到光电载荷精度要求；一阶谐振频率从 88 Hz提高到 140 Hz, 成功避开 80 Hz、85 Hz和 100 Hz工作激振频率。悬背式箱体整体性能得到极大提升。该箱体结构已应用于实际光电设备中。
悬背式箱体 参数化 有限元方法 加强筋 评价函数 hanging-back box parametric finite element method stiffeners evaluation function
1 中国科学院光电技术研究所, 成都 610209
2 中国科学院光束控制重点实验室, 成都 610209
3 中国科学院大学, 北京 100049
含轴承的轴系结构有限元分析是当前分析的难点, 本文针对大口径望远镜方位轴系平面止推轴承的结构特点, 设计并搭建了基于丹泰克动力学公司光学非接触式位移测量分析系统的平面止推轴承弹性趋近量测试平台。通过对平面止推轴承接触问题的实验研究, 得到了平面止推轴承接触刚度曲线。建立了符合实际工况的有限元分析模型并给出了关键参数的推荐值。结果表明, 所建立的有限元模型仿真结果与实验结果相差不超过 2.47 μm, 最大误差仅为 11%, 验证了有限元模型建立的准确性, 为大口径望远镜方位轴系静力学分析提供了可靠的依据。
大口径望远镜 平面止推轴承 非接触式位移场测量 有限元分析 large-aperture telescopes plane thrust bearing non-contact measurement of displacement field finite element simulation
1 中国科学院光电技术研究所, 成都 610209
2 中国科学院大学, 北京 100049
为了分析光电经纬仪机架的温度变形, 建立了经纬仪机架结构的三维模型, 利用 Ansys/Workbench有限元分析软件对整机机架进行了稳态热分析。给出了机架温度场分布、机架总体变形以及沿 Z轴方向的变形情况。通过仿真结果与实验对比分析表明, 光电经纬仪机架在太阳照射不均匀及环境温度变化条件下, 局部会发生较大变形。机架结构在 27.938 ℃时的最大变形为 0.133 mm, 左右立柱变形造成水平轴倾斜 2.8″, 机架变形会降低经纬仪的指向精度。这些分析为下一步机架结构优化设计、温度传感器布点及局部温度控制提供了参考信息。
光电经纬仪 有限元分析 机架变形 指向精度 photo-electronic theodolite finite element analysis structure deformation pointing accuracy
1 中国科学院光电技术研究所， 四川 成都 610209
2 中国科学院研究生院， 北京 100039
激光瞄准系统主要存在的瞄准误差是偏移误差和抖动误差，解决好这两种误差可以使光束能够准确瞄准目标物体，并且在传输过程中减少信号的损失.介绍了一种新的光束瞄准技术，该方法建立在光束远场光强的高斯分布和光束抖动的高斯分布基础上，利用回波信号的统计得到视轴的偏差，精度可以达到5 μrad，而且不需要目标自身返回瞄准信息，也无须对目标进行扫描，试验成功验证了这种方法的可行性.
偏差 回波信号 抖动 快速反射镜 瞄准系统 error return signal jitter fast steering mirror(FSM) pointing system
1 石家庄军械工程学院,石家庄 050003
2 乌鲁木齐21信箱
3 乌鲁木齐 841700
4 中国科学院光电技术研究所,成都 610209
针对类似柱体的空间目标的视亮度计算模型,从空间目标的等效视星等的一般计算公式出发,利用面元模型,详细推导了类似棱柱的空间目标的光照有效反射面积,基于圆柱可由棱柱近似的思想,直接得到了类圆柱体目标的有效反射面积计算模型;为了使星等亮度模型易于求解,采用卫星工具包(STK)提供模型计算中涉及的太阳、目标和地面三者的时空关系,给出了基于STK的星等计算过程,并进行了实例计算和分析,结果表明本文的星等模型易于利用STK实现,且类圆柱体模型比经验模型具有更高的分辨率。将计算结果与其它计算方法比较,所得结果更为细致。
星等模型 卫星工具包 有效反射面积 空间目标 magnitude model satellite tool kit effective reflective area space target
1 中国科学院光电技术研究所,四川,成都,610209
2 中国科学院研究生院,北京,100039
在人造卫星观测中,经常由于云团遮蔽、经过亮星或日月、软硬件故障等各种原因导致短时间内无法提取目标图像而使控制系统无法继续保持对目标的高精度跟踪.使用对人造卫星轨道的高精度实时预测轨迹来引导控制系统进行跟踪,则可以在短暂丢失目标的情况下,继续保持对目标的高精度跟踪,从而可以较好地解决这一问题.本文使用了天文方法建立了人造卫星运动的数学模型,给出了一种只使用单站短弧段测角数据对人造卫星轨道进行高精度预测的算法.使用实测数据进行仿真实验表明,该算法能够在单站短弧段条件下对人造卫星轨道进行高精度的短弧段预测.
人造卫星 轨道预测 目标跟踪 短弧段
