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悬臂式高频像移补偿装置研制及摆扫系统对地成像验证
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作者 徐挺 韩贵丞 周潘伟 《光学技术》 北大核心 2025年第5期604-609,共6页
针对摆扫面阵成像设备对地摆扫成像过程中产生的图像像移,研制了一种悬臂式高频像移补偿装置,通过补偿镜高频振动以补偿扫描像移。基于摆角音圈电机控制及结构简单的优点,采用摆角音圈电机作为驱动,进行了高频像移补偿装置设计及结构有... 针对摆扫面阵成像设备对地摆扫成像过程中产生的图像像移,研制了一种悬臂式高频像移补偿装置,通过补偿镜高频振动以补偿扫描像移。基于摆角音圈电机控制及结构简单的优点,采用摆角音圈电机作为驱动,进行了高频像移补偿装置设计及结构有限元仿真分析。高频像移补偿装置外形尺寸为87mm(长)×81mm(宽)×172mm(高),质量约1kg,实际光学补偿口径为53mm。设计了机载对地摆扫成像验证系统进行高频像移补偿成像验证。通过对地成像飞行实验验证了高频振动像移补偿性能,成像像质清晰,当高频像移补偿装置的补偿角度为1°时,振动补偿频率可以达到50Hz,补偿精度优于0.2%。通过像移补偿装置研制及对地成像系统设计验证为面阵探测器大视场对地成像系统提供了技术参考。 展开更多
关键词 像移补偿装置 高频振动 摆角音圈电机 大视场对地成像
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望远镜指向抖动与波前畸变耦合的仿真分析(特邀)
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作者 王鹏 张洪霄 +1 位作者 林旭东 李明 《光子学报》 北大核心 2025年第2期50-57,共8页
现有的模型中耦合噪声的提取方法精度不足,提出采用精度更高且速度较快的差分进化算法提取耦合噪声。基于该方法并结合蒙特卡洛仿真给出了满足噪声指标1 pm/Hz^(1/2)和10 pm/Hz^(1/2)@0.1 mHz~1 Hz时的望远镜出瞳波前质量与指向抖动指标... 现有的模型中耦合噪声的提取方法精度不足,提出采用精度更高且速度较快的差分进化算法提取耦合噪声。基于该方法并结合蒙特卡洛仿真给出了满足噪声指标1 pm/Hz^(1/2)和10 pm/Hz^(1/2)@0.1 mHz~1 Hz时的望远镜出瞳波前质量与指向抖动指标,为后期望远镜的制造与指向操控系统提供了理论基础。 展开更多
关键词 空间引力波探测 星间激光干涉 望远镜 波前畸变 指向抖动
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光缆结构对马赫-曾德尔分布式光纤振动传感系统性能影响
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作者 沙洲 桂婕 +1 位作者 封皓 芮小博 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第7期726-739,共14页
光缆是马赫-曾德尔分布式光纤振动传感系统的重要组成部分,其结构对系统的传感性能有很大影响.实验选择了玻璃纤维增强塑料(GFRP)单芯光缆、螺旋铠装光缆、钢丝铠装光缆、层绞式复合光缆4种具有典型结构的光缆,设计了9种光缆结构组合,... 光缆是马赫-曾德尔分布式光纤振动传感系统的重要组成部分,其结构对系统的传感性能有很大影响.实验选择了玻璃纤维增强塑料(GFRP)单芯光缆、螺旋铠装光缆、钢丝铠装光缆、层绞式复合光缆4种具有典型结构的光缆,设计了9种光缆结构组合,研究了各组合对单频稳态振动和宽频瞬态振动的响应特性,分析了系统信噪比随振源频率和振幅的变化趋势,比较了不同的光缆结构组合在相同振动激励下的响应差异.通过数值模拟为每种光缆建立模型,仿真得到光缆受到外界信号作用时的截面应力分布和光纤内部应力变化曲线.研究结果表明,光缆结构不同的组合比光缆结构相同的组合具有更高的灵敏度;所有光缆组合对振动信号的频率响应没有显著差异,且均表现出较高的信噪比;在幅值响应方面,双钢丝铠装光缆组合与振动信号的振幅间呈现良好的线性关系,双GFRP单芯光缆组合、双层绞式复合光缆紧套光纤组合较差,其他组合则没有线性关系;注油光纤可以衰减高频信号,有一定的高频滤波功能;螺旋铠装光缆在大振幅信号下更容易产生噪声.研究结果可为实际工程中马赫-曾德尔分布式光纤振动传感系统的光缆选型提供参考. 展开更多
关键词 光纤传感 光缆结构 马赫-曾德尔干涉仪 振动
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紫外-真空紫外凹面光栅单色仪小型化设计与波长重复性研究
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作者 张子辉 陈建波 +2 位作者 苏荣华 施飞 李玉鹏 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第6期42-48,共7页
光栅驱动机构是实现真空紫外单色仪高性能输出的基础,为了实现单色仪的高精度、高线性和小型化设计,文中将理论分析与实验相结合,提出推广式正弦摆杆机构,建立基于推广式正弦摆杆机构的单色仪波长输出模型,完成单色仪波长扫描过程中误... 光栅驱动机构是实现真空紫外单色仪高性能输出的基础,为了实现单色仪的高精度、高线性和小型化设计,文中将理论分析与实验相结合,提出推广式正弦摆杆机构,建立基于推广式正弦摆杆机构的单色仪波长输出模型,完成单色仪波长扫描过程中误差源影响因素分析。实验结果表明:单色仪波长重复性优于0.04 nm,波长重复性误差实测值与理论值的相对误差均在16%以下,波长准确度输出误差优于0.1 nm。对单色仪波长扫描驱动结构设计的有效性、单色仪波长重复性分析理论和结构设计理论的准确性实现有效验证。 展开更多
关键词 紫外-真空紫外波段 单色仪 正弦摆杆机构 波长输出方程 波长重复性
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红外光谱仪真空高温样品池设计与改造
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作者 王增宝 战永平 +1 位作者 徐奔 黄维安 《实验室科学》 2025年第5期177-181,共5页
红外光谱仪是重要的物理检测分析仪器,广泛应用于各行各业的研究领域,但是应用最多的红外光谱仪却存在无法进行高温环境测试、受大气环境中的二氧化碳与水蒸气影响大两个问题。基于IRAffinity-1傅里叶变换红外光谱仪,设计制作了真空高... 红外光谱仪是重要的物理检测分析仪器,广泛应用于各行各业的研究领域,但是应用最多的红外光谱仪却存在无法进行高温环境测试、受大气环境中的二氧化碳与水蒸气影响大两个问题。基于IRAffinity-1傅里叶变换红外光谱仪,设计制作了真空高温样品池,可以实现真空(-0.1MPa)、室温~650℃条件下的红外光谱测试,并且还可满足不同气体氛围条件下样品的红外光谱测试。测试结果表明,改造后的红外光谱仪对于水汽、二氧化碳的光谱降噪效果明显,满足高温红外光谱测试需求。红外光谱仪真空高温样品池设计方案对于不同类型的常规红外光谱仪的升级改造具有指导意义。 展开更多
关键词 红外光谱仪样品池 真空 高温 设计改造
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面向多频段激光强度噪声抑制的低噪声光电探测技术研究
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作者 张震 郭长磊 《光子学报》 北大核心 2025年第2期98-111,共14页
立足于空间引力波探测对NPRO激光器多频段强度噪声的抑制需求,设计完成一款可用于实现NPRO激光器毫赫兹频段强度噪声和中频段弛豫振荡峰同时探测的低噪声光电探测器。该光电探测器采用零漂移运算放大器与高速运算放大器相结合的电路拓... 立足于空间引力波探测对NPRO激光器多频段强度噪声的抑制需求,设计完成一款可用于实现NPRO激光器毫赫兹频段强度噪声和中频段弛豫振荡峰同时探测的低噪声光电探测器。该光电探测器采用零漂移运算放大器与高速运算放大器相结合的电路拓扑结构实现毫赫兹频段内低探测噪声的同时具备15 MHz的探测带宽。该光电探测器的噪声在0.1 m Hz~1Hz频段内的绝对噪声水平低于1×10^(-7)V/Hz^(1/2),在100 k Hz~1 MHz内绝对噪声水平低于2×10^(-8)V/Hz^(1/2)。实测结果显示在0.1 m Hz~1 Hz频段内的绝对噪声水平低于1×10^(-6)V/Hz^(1/2),在100 k Hz~1 MHz内绝对噪声水平低于5×10^(-8)V/Hz^(1/2)。实际噪声水平可满足空间引力波项目对NPRO激光器毫赫兹频段内强度噪声和中频段弛豫振荡峰的探测需求,可用于相关噪声抑制实验研究。 展开更多
关键词 空间引力波探测 激光强度噪声 光电探测技术 主动噪声抑制 噪声分析
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JJF 2169-2024《氘灯光谱辐射照度(200nm~400nm)校准规范》解读 被引量:1
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作者 代彩红 吴志峰 +5 位作者 王彦飞 李玲 黎俊 张帆 张恒 杜岚 《中国计量》 2025年第2期50-53,61,共5页
文章阐述了JJF 2169-2024《氘灯光谱辐射照度(200 nm~400 nm)校准规范》的制定背景、主要内容以及执行过程中应注意的问题,使从事该计量器具校准的人员能够深刻理解JJF 2169-2024制定的意义和具体操作规范,为确保(200~400) nm氘灯光谱... 文章阐述了JJF 2169-2024《氘灯光谱辐射照度(200 nm~400 nm)校准规范》的制定背景、主要内容以及执行过程中应注意的问题,使从事该计量器具校准的人员能够深刻理解JJF 2169-2024制定的意义和具体操作规范,为确保(200~400) nm氘灯光谱辐射照度量值的准确可靠提供依据。 展开更多
关键词 计量学 氘灯 光谱辐射照度 紫外波段 校准规范
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JJF 2170-2024《激光光束分析仪校准规范》解读 被引量:1
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作者 邓玉强 马冲 +1 位作者 张云鹏 李超辰 《中国计量》 2025年第2期54-57,共4页
文章阐述了JJF 2170-2024《激光光束分析仪校准规范》的制定背景和主要内容,并对其执行过程中应注意的问题进行了说明,旨在帮助从事该计量器具校准的人员进一步理解和执行JJF 2170-2024,保障激光光束分析仪计量量值准确统一,以及激光光... 文章阐述了JJF 2170-2024《激光光束分析仪校准规范》的制定背景和主要内容,并对其执行过程中应注意的问题进行了说明,旨在帮助从事该计量器具校准的人员进一步理解和执行JJF 2170-2024,保障激光光束分析仪计量量值准确统一,以及激光光束参数测量结果准确可靠。 展开更多
关键词 计量学 光束分析仪 光束宽度 光束传输比 校准规范
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基于激光干涉仪对天文底片扫描仪两轴气浮运动平台垂直度的测量 被引量:1
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作者 王亮亮 商正君 +4 位作者 杨美婷 杨静 董姗 赵建海 于涌 《工业控制计算机》 2025年第1期4-6,9,共4页
上海天文台开展高精度天文底片专用扫描仪的自主研制,垂直度误差是扫描仪所用两轴线性气浮运动平台的关键技术指标之一。基于直线度的干涉测量原理,使用RENISHAW XL80激光干涉仪及光学直角尺搭建垂直度测量光路,对两轴线性气浮式运动平... 上海天文台开展高精度天文底片专用扫描仪的自主研制,垂直度误差是扫描仪所用两轴线性气浮运动平台的关键技术指标之一。基于直线度的干涉测量原理,使用RENISHAW XL80激光干涉仪及光学直角尺搭建垂直度测量光路,对两轴线性气浮式运动平台的垂直度误差进行了测量。测量结果表明:在450 mm×450 mm工作范围内,气浮运动平台两个运动轴的垂直度误差为1.356″,标准偏差为0.121″,满足高精度天文底片扫描仪研制的要求。使用光学直角尺的激光干涉测量方法具备光路布置简便和测量效率高的特点,适合气浮运动平台垂直度的日常检测和标校。 展开更多
关键词 激光干涉仪 气浮运动平台 直线度 垂直度
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EMI-NL星载光谱仪暗电流分析处理方法 被引量:1
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作者 林方 刘文清 +3 位作者 王煜 常振 张泉 司福祺 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第3期789-797,共9页
EMI-NL星载成像光谱仪应用于监测大气痕量气体的全球分布,搭载电荷耦合器件探测器CCD275,该电荷耦合器件探测器为国内首次应用,由于整体体积和功耗相较一般探测器更大,采用辐射制冷配合加热器的温控方案。星载成像光谱仪工作在太阳同步... EMI-NL星载成像光谱仪应用于监测大气痕量气体的全球分布,搭载电荷耦合器件探测器CCD275,该电荷耦合器件探测器为国内首次应用,由于整体体积和功耗相较一般探测器更大,采用辐射制冷配合加热器的温控方案。星载成像光谱仪工作在太阳同步轨道,白天拍摄原始光谱图像,黑夜拍摄暗背景图像,原始光谱图像和暗背景图像需要在相同的温度和曝光时间条件下进行拍摄,数据处理过程中,用原始光谱图像减去暗背景图像,获得有效光谱图像,用于后续的气体反演。辐射制冷器在轨运行过程中,有制冷效率降低或完全失效的风险,这会导致CCD275的温度无法控制,采集相同温度的原始光谱图像和暗背景图像成为问题。为了解决温控失效后的特定温度暗背景采集问题,提出了一种通过计算暗背景代替采集暗背景的方式:通过采集两组温度已知并且曝光时间不同的暗背景图像,计算特定温度和曝光时间下的暗背景。讨论了EMI-NL光谱仪的工作原理、温控方案和暗背景采集方式,通过对探测器暗电流特性的研究,以及对探测器连续帧转移成像方式的分析,推导出了探测器不同位置像元的像元值与探测器成像温度和曝光时间的关系公式,并基于该公式提出了暗背景的计算方法。为验证该方法,搭建了包括真空系统、制冷系统和成像电路在内的实验平台,平台能够控制探测器工作在指定的温度和曝光时间,并获得该条件下的暗背景。测试结果表明,对单点来说,计算图像与实测图像的相关性达到99.96%,像元值偏差范围为0.06%~6.9%。对278 K温度下的图像来说,计算暗背景与实测暗背景均值相差0.23%,方差相差-3.20%,相关系数为99.94%,像元值偏差范围为-0.70%~2.37%,暗背景特征点匹配率达到97.9%。在温控失效的情况下,计算暗背景能够代替实测暗背景用于光谱图像的处理。 展开更多
关键词 星载成像光谱仪 电荷耦合器件 暗背景 辐射制冷
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气相分子吸收光谱仪校准方法 被引量:1
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作者 李永利 刘丰奎 李杰 《上海计量测试》 2025年第2期22-24,27,共4页
为了评价仪器设备性能状态,建立了气相分子吸收光谱仪校准方法。以亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、硫化物作为代表检测对象,校准项目包括基线噪声与漂移、线性、示值误差与重复性、检出限,结合验证试验和校准示值的不确定度评估,证明该方法具有... 为了评价仪器设备性能状态,建立了气相分子吸收光谱仪校准方法。以亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、硫化物作为代表检测对象,校准项目包括基线噪声与漂移、线性、示值误差与重复性、检出限,结合验证试验和校准示值的不确定度评估,证明该方法具有足够的科学性、可行性,能够满足测量数据溯源性要求。 展开更多
关键词 气相分子吸收光谱仪 计量 校准 不确定度
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基于多位姿标靶的激光跟踪姿态测量系统参数标定
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作者 熊芝 钟陈小鹏 +5 位作者 张昊 贾小东 郭政南 赵子越 翟中生 周维虎 《光学精密工程》 北大核心 2025年第1期13-24,共12页
基于激光跟踪的六自由度(6DoF)测量系统在大型设备生产、制造、装配等环节具有广泛的应用,其中姿态测量精度是实现高精度位姿测量的保障。为解决激光跟踪姿态测量系统在远距离大视场中的标定问题,提出一种建立在多位姿标靶上的系统标定... 基于激光跟踪的六自由度(6DoF)测量系统在大型设备生产、制造、装配等环节具有广泛的应用,其中姿态测量精度是实现高精度位姿测量的保障。为解决激光跟踪姿态测量系统在远距离大视场中的标定问题,提出一种建立在多位姿标靶上的系统标定方法。以基于相机的激光跟踪姿态测量系统为研究对象,介绍了该系统的组成及姿态测量原理;其次对系统姿态求解算法性能进行了分析,得出对系统标定精度的影响因素;并在此基础上提出一种基于空间多位姿标靶的系统参数标定方法,基于空间几何约束和最小二乘原理,实现了标定参数的最优求解;最后,搭建基于全站仪的激光跟踪实验平台,使用移动标定板构建立体标靶进行标定。实验结果表明:在3~15 m的测量范围内,采用本文标定方法的姿态测量精度相较于改进前可提升25.4%以上。该方法在远距离大视场测量中具有重要的应用价值。 展开更多
关键词 激光跟踪 姿态测量 远距离 大视场 标定
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多普勒差分干涉仪光栅刻槽参数对成像漂移监测精度的影响分析
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作者 谢长军 郝雄波 +5 位作者 李娟 文镇清 赵珩翔 傅頔 孙剑 冯玉涛 《光子学报》 北大核心 2025年第10期15-28,共14页
为精准选取适宜的光栅刻槽参数,有效提高成像漂移检测精度,针对刻槽参数与检测结果间的影响关系展开系统分析。构建了刻槽图案仿真模型,并采用基于滑动窗帧间位移最优化求解算法对刻槽图案进行漂移检测,研究了刻槽的占空比、空间频率、... 为精准选取适宜的光栅刻槽参数,有效提高成像漂移检测精度,针对刻槽参数与检测结果间的影响关系展开系统分析。构建了刻槽图案仿真模型,并采用基于滑动窗帧间位移最优化求解算法对刻槽图案进行漂移检测,研究了刻槽的占空比、空间频率、刻槽内反射系数和干涉条纹频率、初始相位对像面漂移检测结果的影响。仿真结果表明,增加刻槽频率可以有效减小检测误差,而增加条纹频率则会导致检测误差增大。此外,当条纹频率为刻槽频率的整数倍时,漂移检测结果易受到干涉条纹初始相位的影响。刻槽占空比在0.035~0.94范围内,增大刻槽的占空比有助于降低漂移检测误差,然而,当刻槽占空比小于0.035或大于0.94时,调整占空比会导致较大的漂移检测误差。同时,减小刻槽内反射系数有助于减小漂移检测误差。通过实验验证了刻槽频率对漂移检测的影响。研究结果可为干涉仪设计中提高像面漂移监测精度提供参考。 展开更多
关键词 多普勒差分干涉仪 光栅刻槽 漂移检测 刻槽频率 刻槽占空比 刻槽反射系数
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一种三级放大柔顺压电微夹钳的设计与测试
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作者 王海涛 陈国强 王耿 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期147-155,共9页
目的为了研制一种可实现大行程、高固有频率、力/位移同时精确可控的高性能压电微夹钳,方法基于三级柔顺放大原理,提出一种新颖的压电微夹钳设计和研制方案。首先,分析压电微夹钳三级柔顺机构位移放大倍数的计算方法、静力学特性和动力... 目的为了研制一种可实现大行程、高固有频率、力/位移同时精确可控的高性能压电微夹钳,方法基于三级柔顺放大原理,提出一种新颖的压电微夹钳设计和研制方案。首先,分析压电微夹钳三级柔顺机构位移放大倍数的计算方法、静力学特性和动力学特性的理论结果;其次,通过有限元仿真对压电微夹钳静力学特性和动力学进行检验;最后,在对该微夹钳原型实验装置标定的基础上,对其进行放大比测试和谐振频率测试,并对夹持力和钳指位移进行开闭环精确跟踪实验。结果基于开环跟踪实验可得,微夹钳的实际放大倍数为18.41倍,在频率为0.1 Hz、幅值为100 V正弦电压驱动下,微夹钳的最大输出位移为112.3μm,最大夹持力为130.1 mN;基于闭环跟踪实验可知,微夹钳的动态性能良好,钳指位移的均方根误差为0.61μm,夹持力跟踪的均方根误差为0.88 mN。结论上述结果表明,所设计的微夹钳不仅具有较高的行程放大能力、高固有频率,而且可以对钳指位移和夹持力进行有效地精密跟踪。与开环相比,设计的微夹钳在闭环跟踪条件下能有效抑制系统的低频操作非线性特性,使力和位移跟踪误差显著减小,但是适用于高频跟踪的先进控制方法仍是未来需要继续研究的方向。 展开更多
关键词 压电驱动器 微夹钳 迟滞非线性 闭环控制 柔顺机构
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分光光度计加装数据输出和波长扫描功能研究
15
作者 黄利强 《化学教育(中英文)》 北大核心 2025年第14期95-101,共7页
介绍了一种普通分光光度计加装数据输出和简易波长扫描功能的简单方法。无需厂家配套数据线和软件,只使用一根USB转串口线即可成功连接分光光度计与电脑,使电脑端可以接收分光光度计发送的测量数据;再结合红外循迹传感器控制分光光度计... 介绍了一种普通分光光度计加装数据输出和简易波长扫描功能的简单方法。无需厂家配套数据线和软件,只使用一根USB转串口线即可成功连接分光光度计与电脑,使电脑端可以接收分光光度计发送的测量数据;再结合红外循迹传感器控制分光光度计的PRINT键,即可自动连续发送各个波长的吸光度数据到电脑端,从而实现简易的波长扫描功能。改装方法取材方便,成本低廉,简单易行,适合广大实验室对普通手动式的紫外-可见分光光度计、荧光分光光度计进行升级改装。 展开更多
关键词 分光光度计 数据输出 波长扫描 改造
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低盲区三轴矢量原子磁力仪的研制
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作者 缪培贤 刘志栋 +4 位作者 陈大勇 史彦超 杨世宇 蔡志伟 杨旭红 《光学精密工程》 北大核心 2025年第4期568-578,共11页
为了降低三轴矢量原子磁力仪对运动平台姿态控制范围的要求,在磁场旋转调制法矢量原子磁力仪技术方案中选用测量盲区较小的标量抽运-检测型原子磁力仪,有效降低三轴矢量原子磁力仪的测量盲区,使其有潜力应用于可驻停或缓慢运动的平台。... 为了降低三轴矢量原子磁力仪对运动平台姿态控制范围的要求,在磁场旋转调制法矢量原子磁力仪技术方案中选用测量盲区较小的标量抽运-检测型原子磁力仪,有效降低三轴矢量原子磁力仪的测量盲区,使其有潜力应用于可驻停或缓慢运动的平台。首先,介绍磁场旋转调制法矢量原子磁力仪的工作原理;其次,分析标量原子磁力仪选用自激振荡型Mx光泵磁力仪或抽运-检测型原子磁力仪时磁场旋转调制法矢量原子磁力仪的测量盲区分布情况;最后,在地磁场附近验证低盲区三轴矢量原子磁力仪的技术指标。实验结果表明:当三轴矢量原子磁力仪测量40000 nT附近的矢量磁场时,其总场测量灵敏度小于1 nT/Hz1/2(@0.1 Hz),角度测量灵敏度小于0.1°/Hz1/2(@0.1 Hz),空间立体角测量盲区占比低于12%。本文所述矢量原子磁力仪具有动态连续测量、测量范围宽和测量盲区小的技术特征。 展开更多
关键词 矢量原子磁力仪 抽运-检测 磁场旋转调制法 测量盲区
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空分复用光纤及器件的测试技术研究进展综述
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作者 王慧慧 唐苗苗 +2 位作者 刘亚平 杨志群 张林 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第7期2-20,共19页
随着5G时代的到来,现有单模光纤通信网络的容量正逼近其香农极限,难以满足呈指数级增长的网络带宽需求。为突破现有技术瓶颈,基于空间维度拓展的空分复用技术应运而生。该技术通过利用多模光纤、少模光纤、多芯光纤甚至多芯少模光纤中... 随着5G时代的到来,现有单模光纤通信网络的容量正逼近其香农极限,难以满足呈指数级增长的网络带宽需求。为突破现有技术瓶颈,基于空间维度拓展的空分复用技术应运而生。该技术通过利用多模光纤、少模光纤、多芯光纤甚至多芯少模光纤中的多个空间信道使单根光纤的传输容量实现数量级提升,同时凭借高空间利用率来有效降低光纤通信系统的尺寸和成本。除了在光纤通信领域作为扩容的新突破口,空分复用技术还为光纤传感领域提供了光纤多维感知的思路,同时在成像领域助力分辨率的提升和增强成像系统的柔性。然而,受工艺缺陷的影响,空分复用光纤和器件中各信道之间容易相互干扰并产生信道差异,导致模式串扰、芯间串扰及模式相关损耗等问题,使空分复用系统的性能提升面临严峻挑战。为确保空分复用光纤及器件的性能达到预期标准,研发高精度表征测试系统尤为重要。本研究系统地介绍了空分复用光纤及其核心器件的关键参数,重点评述了当前主流测试技术,包括多通道光时域反射技术、空间频谱解析技术、固定分析仪技术、相干光频域反射技术、波长扫描干涉技术以及离轴数字全息技术。不同的测试技术在可测对象、参数范围及应用场景上各有侧重。本研究首次系统地总结各项测试技术的优缺点和适用范围,为空分复用待测物的测试方案选择提供依据,并对空分复用测试技术未来的发展提出了展望。 展开更多
关键词 多芯光纤 少模光纤 多模光纤 空分复用 测试技术 光通信 传感 成像
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晶圆定位标记光学成像的自适应聚焦评价
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作者 杨金 张航瑛 +1 位作者 孟凯 楼佩煌 《光学精密工程》 北大核心 2025年第3期389-401,共13页
晶圆定位标记尺寸小,形貌多,传统聚焦评价函数进行计算时存在稳定性差、灵敏度低等问题。针对上述问题提出了一种基于多向梯度方差的自适应聚焦评价算法。首先针对标记图像进行特征边缘像素点自适应采样提取;然后联立Brenner函数和Robe... 晶圆定位标记尺寸小,形貌多,传统聚焦评价函数进行计算时存在稳定性差、灵敏度低等问题。针对上述问题提出了一种基于多向梯度方差的自适应聚焦评价算法。首先针对标记图像进行特征边缘像素点自适应采样提取;然后联立Brenner函数和Roberts函数,构建适用于晶圆定位标记的多向梯度评价函数,对采样的像素点进行评价计算,得到初始聚焦评价函数值;最后对图像集的初始聚焦评价函数值进行方差计算,优化函数抗噪性,得到最终的聚焦评价函数值。实验结果表明,本文所提算法相较于传统评价算法平缓区域波动量降低了61.49%,灵敏度提升了2.56倍。本算法的提出为实现晶圆定位标记乃至其他具备明显边缘特征结构的微纳标记图像实现高灵敏度自动聚焦提供了一种更优的计算策略。 展开更多
关键词 成像系统 图像质量评价 边缘分析 自动聚焦 聚焦函数
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甲烷检测器光干涉条纹亚像素级定位与检测精度研究
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作者 冯文彬 肖开泰 +4 位作者 刘骐志 邢素霞 赵士杭 白天昕 于重重 《煤炭学报》 北大核心 2025年第S1期384-393,共10页
光干涉式甲烷检测器的干涉条纹定位精度和环境因素是影响甲烷浓度检测精度和稳定性的重要因素。为提高检测精度,提出了高斯滤波与高斯拟合的亚像素级条纹定位方法。首先针对光干涉图像设计了二维高斯滤波器,通过实验获取σ最佳取值;其次... 光干涉式甲烷检测器的干涉条纹定位精度和环境因素是影响甲烷浓度检测精度和稳定性的重要因素。为提高检测精度,提出了高斯滤波与高斯拟合的亚像素级条纹定位方法。首先针对光干涉图像设计了二维高斯滤波器,通过实验获取σ最佳取值;其次,将滤波后的彩色图像转换为灰度图像,并按列取灰度平均值,得到一维离散灰度分布数据,零级干涉条纹的峰值位置明显且呈高斯分布,通过最值法初步确定零级条纹峰值位置,然后在峰值位置左右各取10点,利用最小二乘法对21点数据做一维高斯曲线拟合,实现零级条纹的亚像素级定位,进而建立甲烷体积分数与条纹偏移量的标定曲线。为提高系统稳定性,减少环境因素产生的误差,提出了一种背景差分的零点补偿方法,利用初始条纹位置计算零级条纹的相对位移量,修正标定曲线。对采集的11组实验数据计算零级条纹位置,分别采用高斯滤波、均值滤波、小波滤波与高斯拟合、重心法、插值法2个组合,实验结果表明,采用高斯滤波和高斯拟合定位的方法,定位平均标准差最小,为0.0666,标定曲线拟合的决定系数R2均在0.98之上,其中高斯滤波与高斯拟合最高,达0.9999。对高斯滤波和高斯拟合标定曲线进行零点补偿后,0~1%甲烷体积分数交叉检验最大误差为0.054%,相比零点补偿前降低了0.117%;在1%~10%甲烷体积分数范围内,最大误差为0.075%,满足MT28—2005标准要求。因此,基于高斯滤波与高斯拟合的零级条纹定位方法定位精度高,可以提高甲烷检测器的检测精度;背景差分法可以消除零点漂移,提高系统稳定性,满足MT28—2005标准对甲烷检测器的检测精度要求。 展开更多
关键词 甲烷浓度检测 光干涉 零级条纹定位 高斯拟合 零点补偿
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宽波段光栅国内外研究综述
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作者 陈鹏元 糜小涛 +2 位作者 李烁 江思博 周敬萱 《光学精密工程》 北大核心 2025年第23期3593-3617,共25页
衍射光栅是光谱仪器中的核心光学元件,与普通光栅相比,宽波段光栅能够在较宽的波段范围内满足光谱分析需求。本文综述了宽波段光栅的国内外研究进展,总结了复杂槽形光栅、分区光栅、中阶梯光栅以及多层介质光栅四类宽波段光栅的特点。其... 衍射光栅是光谱仪器中的核心光学元件,与普通光栅相比,宽波段光栅能够在较宽的波段范围内满足光谱分析需求。本文综述了宽波段光栅的国内外研究进展,总结了复杂槽形光栅、分区光栅、中阶梯光栅以及多层介质光栅四类宽波段光栅的特点。其中,复杂槽形光栅的光谱连续性高,衍射效率曲线稳定,但其质量受加工精度影响较大;分区光栅的设计灵活度高,加工工艺成熟,但子区域之间存在相位错配与衍射场差异问题,易被杂散光干扰;中阶梯光栅能在高衍射级次下实现宽波段高分辨率响应,但其精度易受制作设备影响且制作难度大;多层介质光栅结构设计灵活、适应性强,但对材料选择与多层膜厚控制要求高。最后,展望了宽波段闪耀光栅的发展方向,为后续相关研究提供了依据。 展开更多
关键词 光谱仪 宽波段光栅 衍射光栅 闪耀光栅 中阶梯光栅
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