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基于纳米修饰透射式光纤传感测试
1
作者 袁艳玲 薛晨阳 王慧娟 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2011年第7期1-3,7,共4页
基于金属纳米颗粒结构的光学特性,结合光纤传感技术,对金属纳米颗粒的光纤传感特性进行了研究。实验中采用种子溶液生长法合成了粒径在60～80 nm的星形纳米金颗粒,以此作为光纤传感敏感部分的修饰体,修饰到锥形光纤表面作为表面拉曼增... 基于金属纳米颗粒结构的光学特性,结合光纤传感技术,对金属纳米颗粒的光纤传感特性进行了研究。实验中采用种子溶液生长法合成了粒径在60～80 nm的星形纳米金颗粒,以此作为光纤传感敏感部分的修饰体,修饰到锥形光纤表面作为表面拉曼增强基底。最后选取了不同浓度的酒精溶液对其进行了透射谱和拉曼谱测试,结果表明金属纳米颗粒的激发谱对周围介质特性非常敏感,同时对基于金属纳米颗粒锥形SERS基底的拉曼谱存在非常高的增强。 展开更多
关键词 星形纳米金颗粒 纳米修饰 透射式光纤传感 SERS
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折/衍混合光学系统在纳型星敏感器中的应用 被引量：1
2
作者 邓骞 张国玉 +2 位作者 孟遥 孙高飞 杜宗育 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期251-263,共13页
微纳卫星是一种新兴的微小卫星,与之适配的纳型星敏感器的光学系统应在小型化的同时实现大相对孔径、高成像质量。针对这一需求,由星敏感器的系统设计精度和探测星等分配了光学系统设计参数及指标,设计了一种全视场17°、焦距25 mm... 微纳卫星是一种新兴的微小卫星,与之适配的纳型星敏感器的光学系统应在小型化的同时实现大相对孔径、高成像质量。针对这一需求,由星敏感器的系统设计精度和探测星等分配了光学系统设计参数及指标,设计了一种全视场17°、焦距25 mm、相对孔径1∶1.086、光学系统总长36.4 mm的七片式折衍混合结构的星敏感器光学系统。根据衍射元件的负色散特性,用折衍混合透镜代替常规材料正负透镜组合的方式减少了镜片数量,缩短了光学系统长度,并提高了光学系统的成像质量,使点扩散函数趋于正态分布,有利于质心提取精度的提高。所设计的光学系统在3×3像元内的能量集中度超过90%;最大畸变仅0.013%;全视场垂轴色差小于0.6μm。通过标量衍射理论计算衍射元件在520~780 nm内衍射效率可以达80%以上,通过杂散光分析软件ASAP对系统进行了视场内鬼像分析,系统在多级衍射时探测目标成像光斑路径下的光通量与最亮鬼像光斑路径下的光通量之比大于3.17×10^(4),验证了在极限星等为6.5时满足信噪比大于8.1的结论。最后对所设计的系统进行了公差分析,结果表明加工后该光学系统可满足微纳卫星对星敏感器的使用要求。 展开更多
关键词 纳型星敏感器 光学设计 折衍混合光学系统 大相对孔径 衍射面 鬼像
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基于非球面的大相对孔径微型星敏感器镜头设计 被引量：19
3
作者 杜康 刘春雨 +2 位作者 谢运强 樊星皓 刘帅 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期96-103,共8页
星敏感器是卫星上精度最高的姿态测量仪器,其通过对恒星成像与识别来确定卫星的三轴姿态,主要由光学系统、电子学系统和信息处理系统组成。传统卫星上高精度星敏感器的体积重量较大,难以满足蓬勃发展的微纳卫星的任务需求,成为限制微纳... 星敏感器是卫星上精度最高的姿态测量仪器,其通过对恒星成像与识别来确定卫星的三轴姿态,主要由光学系统、电子学系统和信息处理系统组成。传统卫星上高精度星敏感器的体积重量较大,难以满足蓬勃发展的微纳卫星的任务需求,成为限制微纳卫星定位精度的主要障碍。相对于电子学微型化、集成化和信息处理技术的飞速发展,光学系统成为星敏感器小型化的瓶颈。提出一种基于非球面大相对孔径微小型光学系统设计方法,仅用5片镜片,即可实现焦距25 mm,相对孔径1/1. 3,17°全视场角,在奈奎斯特频率处MTF优于0. 5,采用选取相对部分色散系数相同或接近、色散系数相差较大的玻璃组合的方法,有效校正了500~880 nm宽光谱色差,并实现了全视场畸变≤0. 013%。引用此技术设计纳型星敏感器镜头焦距25 mm,重量仅为15 g,降低到国内纳型星敏感器镜头的1/5。结果表明,光学系统经测试畸变等指标,满足角秒级星点中心确定的要求,为高精度纳型星敏感器提供了核心保障。 展开更多
关键词 星敏感器 微纳卫星 非球面 光学设计 大相对孔径 微小型
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大视场纳型星敏光学系统公差灵敏度研究 被引量：3
4
作者 张坤 钟兴(指导) +1 位作者 孟遥 刘江 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期71-82,共12页
通过分析光学系统结构参数变化对像差的影响,提出通过优化各光学表面的曲率进行光焦度合理分配来减小各表面产生的初级像差,从而实现降低各加工装调公差灵敏度的方法.利用该方法优化了一个小像差相互补偿的焦距为25mm,全视场角为26... 通过分析光学系统结构参数变化对像差的影响,提出通过优化各光学表面的曲率进行光焦度合理分配来减小各表面产生的初级像差,从而实现降低各加工装调公差灵敏度的方法.利用该方法优化了一个小像差相互补偿的焦距为25mm,全视场角为26°,入瞳孔径为18mm,光谱范围为500~800nm的大视场纳型星敏感器光学系统,系统全长40mm,光学系统成像质量满足指标要求.与所设计的大像差相互补偿光学系统进行了公差灵敏度对比分析,结果表明:光焦度合理分配后的光学系统,第5片透镜的厚度公差对均方根弥散斑半径的影响从3.75μm降低到0.17μm;第5和第6元件间隔公差对均方根弥散斑半径的影响也分别从4.36μm和4.74μm降低到0.25μm和0.18μm.蒙特卡罗分析表明,均方根弥散斑半径小于7.59μm的概率从23%增加到了80%.实验测试结果表明,星敏感器在全视场范围内,能量集中度在Φ17μm范围内优于80%,满足星敏感器的指标要求. 展开更多
关键词 纳型星敏感器 公差灵敏度 光焦度分配 曲率 小像差相互补偿 大视场 公差分析
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大视场低畸变的星敏感器光学系统设计 被引量：2
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作者 王循 谢运强 +2 位作者 刘春雨 解鹏 刘帅 《机电工程技术》 2021年第6期22-25,共4页
星敏感器是微纳卫星的重要组成部分,其通过光学遥感技术,可推测出微纳卫星的飞行姿态信息。根据星敏感器的要求及所选探测器CMV300参数,设计了一种基于球面的星敏感器光学系统。该光学系统由6片国产透镜组成,光谱范围为520~880 nm,视场... 星敏感器是微纳卫星的重要组成部分,其通过光学遥感技术,可推测出微纳卫星的飞行姿态信息。根据星敏感器的要求及所选探测器CMV300参数,设计了一种基于球面的星敏感器光学系统。该光学系统由6片国产透镜组成,光谱范围为520~880 nm,视场角18°,相对孔径1/1.49。优化后的光学系统焦距为25 mm,总长为37.9 mm,具有极低的畸变率(≤0.12%),能量集中度大于或等于90%(2×2像元内),成像均匀且具有良好的色差校正。结果表明,该光学系统成像质量良好,可满足微纳卫星对星敏感器的要求及发展需要。 展开更多
关键词 星敏感器 微纳卫星 光学系统 大视场 低畸变
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小型化宽谱段星敏感器光学系统设计 被引量：6
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作者 伍雁雄 王丽萍 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期782-789,共8页
星敏感器是航天飞行器实现姿态自主导航的关键测量设备,传统星敏感器由于体积与质量较大,难以满足微纳卫星的应用需求,光学系统是星敏感器小型化的核心及瓶颈技术。分析了实现全天恒星识别的星敏感器光学系统参数需求,完成一种基于全球... 星敏感器是航天飞行器实现姿态自主导航的关键测量设备,传统星敏感器由于体积与质量较大,难以满足微纳卫星的应用需求,光学系统是星敏感器小型化的核心及瓶颈技术。分析了实现全天恒星识别的星敏感器光学系统参数需求,完成一种基于全球面透镜的微小型宽谱段透射式光学系统设计,实现了光学系统焦距40 mm,视场角26.4°,相对孔径F/2.8,光谱范围为450 nm~1000 nm,光学系统体积与质量大幅降低,可应用于微纳卫星星敏感器。 展开更多
关键词 光学设计 星敏感器 小型化 微纳卫星 宽谱段
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