复旦大学上海超精密光学制造工程技术研究中心，信息科学与工程学院，上海 200438
光学自由曲面是现代精密光学领域的重大变革，因其优异的光学、力学性能而有望进一步推进光学系统实现微型化、轻量化、集成化。随着光学自由曲面的面形复杂度不断提升，光学自由曲面的检测技术已成为制约其制造水平的关键因素。回顾了近年来光学自由曲面测量与误差评估的关键技术，包括点线式扫描、全口径光学测量方法以及面形误差评估方法，结合各种技术的优缺点，展望了该领域未来发展的新趋势，并介绍了一种结合多传感器实现共体自由曲面的测量及误差评估的新方法。
光学设计 光学自由曲面 精密测量 面形测量 误差评估 误差参数
1 中国科学院合肥物质科学研究院, 安徽光学精密机械研究所, 环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学研究生院科学岛分院, 安徽 合肥 230026
5 中国环境监测总站, 国家环境保护环境监测质量控制重点实验室, 北京 100012
大气水汽的吸收强度从微波区域到可见蓝光区域逐渐降低, 然而在紫外波段的吸收却经常被人忽略。 多轴差分吸收光谱(MAX-DOAS)技术是一种被动光学遥感技术, 可以同时反演气溶胶、 多种痕量气体(如NO2, SO2, HCHO, HONO等)以及水汽, 常用于区域大气立体分布及输送监测, 具有成本低、 时间分辨率高、 稳定、 可实时监测等特点。 水汽是一种重要的温室气体, 在紫外波段反演一些痕量气体时水汽的吸收经常不被考虑, 可能对紫外波段痕量气体的反演造成影响, 从而产生系统误差。 介绍了基于MAX-DOAS对紫外波段大气水汽的反演, 于2020年6月1日—9月24日在西安乾县进行观测, 通过选取最优反演波段, 并将反演结果与可见蓝光波段的水汽进行对比, 证实了紫外波段存在水汽吸收, 评估了紫外水汽的吸收对同波段痕量气体反演的影响。 首先, 根据不同拟合波段反演的水汽均方根误差(RMS)以及水汽和O4的吸收截面情况, 选取紫外和可见蓝光波段水汽的最优反演波段分别为351~370和434~455 nm。 其次, 通过DOAS拟合得到紫外和可见蓝光波段O4和H2O的对流层差分斜柱浓度(DSCD), 分别将紫外和可见波段的O4 DSCD和H2O DSCD做相关性分析, 两个波段O4 DSCD的相关系数r=0.85, H2O DSCD的相关系数r=0.80。 为消除不同波段的辐射传输差异, 将同波段的H2O DSCD和O4DSCD作比值, 两个波段H2O DSCD/O4DSCD的相关系数r=0.89。 紫外和可见蓝光波段H2O DSCD/O4DSCD的高相关系数表明, 即使在相对沿海城市水汽浓度较低的西安市, 在363 nm附近的紫外波段同样存在水汽吸收, 这将会对采用DOAS技术在紫外波段反演其他痕量气体造成影响。 最后, 分别对可能受紫外波段水汽吸收影响的气体(O4, HONO和HCHO)进行DOAS反演误差评估, 紫外波段水汽的吸收将使O4 DSCD, HONO DSCD以及HCHO DSCD在DOAS拟合过程中增加, 分别对应于+1.16%, +8.55%和+9.04%的变化。
多轴差分吸收光谱 紫外波段 水汽 误差评估 MAX-DOAS Ultraviolet band Water vapor Error evaluation 光谱学与光谱分析
2022, 42(10): 3314
1 海装驻武汉地区第七军事代表室， 湖北 武汉 430223
2 华中光电技术研究所 — 武汉光电国家研究中心， 湖北 武汉 430223
为了减小原子重力仪的体积来提高其实用性，基于电光相位调制器的拉曼光是一个很有吸引力的方案。但是会因此产生额外的激光边带，对绝对重力测量带来很大影响。为了保证绝对重力测量准确度，针对贡献最大的拉曼光多余边带效应，通过理论模型与调制实验相结合的方式，实现其对重力测量影响的优化与评估。实验结果证明了多余边带效应评估方法的准确性，并将其不确定度评估至20 μGal。
电光相位调制器 拉曼跃迁 原子干涉 绝对重力测量 系统误差评估 electro-optic phase modulator Raman transition atom interferometry absolute gravity measurement evaluation of systematic errors
1 中国科学院国家空间科学中心 中国科学院微波遥感技术重点实验室，北京 100190
2 中国科学院大学，北京 100049
近场成像是干涉式被动毫米波成像技术的重要应用领域，阵列构型是影响近场相位误差的重要因素。搭建二维合成孔径近场成像仿真系统，实现目标场景生成、近/远场前向仿真、图像重构和近场相位误差等功能。利用该系统对空间分辨力相同条件下的常用二维天线阵型的近场误差进行定量评估和分析，针对二单元的近场扫描成像试验系统，提出一种将接收机通道误差、近场相位误差分步校正的自定标方法。比较基于参考点源的近场成像方法，该方法仅需先验距离信息，无需再对参考点源进行成像，具有操作简单、成像速度快的优势。
合成孔径 近场成像 亮温重建 天线阵列 误差评估 误差校正 synthetic aperture near–field imaging brightness temperature reconstruction antenna array error evaluation error correction 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(6): 1027
1 吉林建筑大学 土木工程学院, 吉林 长春 130118
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
在批量生产小型光电编码器的过程中,出厂检验不仅要对光电编码器动态误差进行检测, 也要对不达标编码器进行误差溯源及修正。在实现对光电编码器高、低转速下的动态误差检测的同时, 需要快速的定位光电编码器动态误差超标的原因, 使生产者能够根据误差超标原因对编码器进行调校。为此, 提出了光电编码器检测方法及评估方法, 设计了小型光电编码器动态误差检测及评估系统。首先, 从低、中、高频率方面对光电编码器误差组成分析, 明确了各频率误差的产生原因; 然后, 提出了采用AR模型谱估计法对动态误差进行评估的方法, 并根据误差评估结果给出误差产生因素判定; 最后, 设计了小型光电编码器动态误差评估系统, 实现了对光电编码器的动态误差检测, 并给出误差评估结果。所设计的检测系统工作转速范围为0.5~8 r/s, 检测精度优于2″; 误差评估系统能够清晰的显示出动态误差在各频率下的均方值, 使生产者能够轻易地找到不达标编码器的调校方法。该系统准确可靠、显示直观, 为批量生产光电编码器提供了简单有效的检测评估手段。
现代谱估计 动态误差 误差评估 光电编码器 modern spectrum estimation dynamic error error estimation photoelectric encoder 红外与激光工程
2017, 46(6): 0617002
基于影栅虚云纹场的概念，提出并实现了对形貌影栅云纹法利用计算机布置影栅云纹仪各种光场，自动生成高质量全场仿真影栅云纹图，建立了一种数字仿真形貌影栅云纹法自动测量和处理一体化实验系统(全文简称为实验系统)．系统特别适合于作为形貌影栅云纹法误差分析的评估系统，对光场布置不同的影栅云纹仪及其对应的相移值近似程度不一样引起的初始系统误差进行分析、预测和评估，给出减少这种系统误差应遵循的准则．
形貌影栅云纹法 影栅虚云纹场 仿真技术 误差评估 shadow moiré profilometry virtual shadow moiré field simulation error estimation
