张淑芬 1,2姜珊 1董磊 1王建立 1[ ... ]李文昊 1,*
作者单位
摘要
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
2 中国科学院大学,北京 100049
为克服传统星敏感器精度与视场、体积、质量等参数难以兼顾的问题,本文研究了一种基于衍射光栅的高精度干涉星敏感器结构。利用角谱理论,建立了星光入射角度与探测器上像点质心位置、像点能量之间的数学模型,确定了干涉星敏感器利用像点质心位置和相对能量分别进行粗定位和精定位的方法及粗精定位结合获得星光入射角度的方法,得出干涉星敏感器单星测量角分辨率和光栅周期、两块光栅之间的距离及像点光强信号电子学细分倍数有关的结论。通过计算机仿真模拟,验证了干涉星敏感器精定位及粗精定位结合的可行性。在光栅周期为50 μm,两块光栅距离为50 mm,像点光强信号每变化一个周期采用1024倍电子学细分的情况下,单星测量角分辨率达0.1″,与传统星敏感器相比精度有显著提高。
干涉星敏感器 光栅 衍射干涉 高精度 interferometric star tracker grating diffraction and interference high precision 
中国光学
2021, 14(6): 1368
作者单位
摘要
1 钢铁研究总院, 北京 100081
2 钢研纳克检测技术股份有限公司, 北京 100094
3 长春理工大学空间光电技术研究所, 吉林 长春 130022
由于棱镜具有色散不均匀的特点,中阶梯光栅光谱仪的二维谱图在长波波段不可避免地存在相邻衍射级次间相互干扰的情况。为了克服这一缺点,同时充分利用探测器像面,设计了一种小型分段式的中阶梯光栅光谱仪。通过对中阶梯光栅和棱镜色散原理的详细分析,确定了二者参数与探测器之间的关系,结合双缝间隔设计方法,采用双狭缝切换的方式,给出分段式中阶梯光栅光谱仪的设计方法。利用此方法将系统的波段范围165~800 nm分为165~230 nm和210~800 nm两部分,焦距设计为200 mm,分别采集双波段的二维谱图。使用光学设计软件对光学系统进行仿真,结果表明,200 nm处的实际光谱分辨率可达0.015 nm,满足设计指标的要求。
衍射 双缝切换 衍射级次干扰 中阶梯光栅 二维谱图 diffraction double-slit switching diffraction order interference Echelle grating two-dimensional spectrogram 
光学学报
2018, 38(11): 1105002
作者单位
摘要
泉州师范学院 物理与信息工程学院,福建 泉州 362000
为了改善三角棱镜系统产生近似无衍射线结构光的能量均匀分布在若干条光斑上,不适合直接应用于三维表面测量且中心光斑对能量利用率较低的问题,提出了一种新型光学元件.该元件在三角棱镜的基础上,通过在其底部胶合一个与原三角棱镜底面大小相等,横截面为等腰梯形的凸台制成.采用几何光学的理论对新型光学元件的光束变换特性进行分析,结果表明其可以等效为两个不同底角三角棱镜的组合,平面光束通过新型光学元件后将产生中心光斑较强的近似无衍射线结构光.由衍射积分理论分析和模拟了新型光学元件后的空间光强分布特性.仿真的结果表明,衍射积分分析的结果与几何光学分析的结果是一致的:新型光学元件可以产生一种性能更好的近似无衍射线结构光.并且通过改变棱镜的结构参量,能够方便地调节光束的中心光斑尺寸、近似无衍射范围等参量.
几何光学 近似无衍射线结构光 衍射积分 三角棱镜 Geometrical optics Non-diffracting-like linear structured beam Diffraction and interference Triangular-section prism 
光子学报
2012, 41(8): 956
作者单位
摘要
泉州师范学院物理与信息工程学院, 福建 泉州 362000
提出一种可产生大焦深无衍射线结构光的新型光学元件变折射率组合三角棱镜,由正、负等腰三角棱镜胶合在一起设计而成,其变换光束特性与单个正等腰三角棱镜相同,等效折射率由正、负等腰三角棱镜折射率之差决定,因此可通过两个折射率接近的正、负等腰三角棱镜组合得到一个更加接近1的等效折射率,以获得更大焦深的无衍射线结构光,解决了单个正等腰三角棱镜小角度加工困难的技术问题。采用几何光学理论分析了产生无衍射线结构光的原理,计算了无衍射线结构光的相关参数。由衍射积分理论分析和模拟了新型光学元件后的光强分布特性。研究表明,平面波正面入射新型光学元件可以产生具有大焦深的无衍射线结构光。
几何光学 无衍射线结构光 衍射积分 变折射率组合三角棱镜 geometrical optics non-diffracting linear structured beam diffraction and interference step refractive index combined triangular-section 
光学学报
2012, 32(5): 0523005

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