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空间正交三轴激光陀螺的调腔技术
被引量:
10
1
作者
金世龙
龙兴武
+1 位作者
张斌
许光明
《光学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2005年第4期525-529,532,共6页
通过分析传统激光陀螺的调腔方式,提出了激光陀螺应在实际工作条件(具有增益能力状态)下进行调腔的观点,以及通过控制其腔长或光程长来控制反射镜的反射方向的调腔方法,并相应地设计了新的腔长控制镜结构。通过全面扫描的方式,找出了空...
通过分析传统激光陀螺的调腔方式,提出了激光陀螺应在实际工作条件(具有增益能力状态)下进行调腔的观点,以及通过控制其腔长或光程长来控制反射镜的反射方向的调腔方法,并相应地设计了新的腔长控制镜结构。通过全面扫描的方式,找出了空间正交三轴激光陀螺的三腔在高质量运转时的最佳角度控制参数,解决了空间三轴激光陀螺高精度调腔的难题。
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关键词
激光陀螺
三轴
调腔
腔长控制镜
扫描
原文传递
激光陀螺腔长控制镜改进设计
被引量:
4
2
作者
刘元正
张明辉
+1 位作者
张华伟
兰佩锋
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2013年第2期235-239,共5页
腔长控制镜影响激光陀螺谐振腔的光束形状、光强等参数,是制约激光陀螺精度提高的重要因素之一。减少激光陀螺腔长控制镜的位移扭偏,提高腔长控制镜的环境耐受性,能够直接改善激光陀螺的性能。通过研究激光陀螺腔长控制镜的基本机理,分...
腔长控制镜影响激光陀螺谐振腔的光束形状、光强等参数,是制约激光陀螺精度提高的重要因素之一。减少激光陀螺腔长控制镜的位移扭偏,提高腔长控制镜的环境耐受性,能够直接改善激光陀螺的性能。通过研究激光陀螺腔长控制镜的基本机理,分析了腔长控制镜单筋方案和双筋方案的典型结构和特点,给出了提高反射镜抗扭偏能力的设计方法,设计并实现了新型双筋腔长控制镜结构。改进的腔长控制镜仅由3种零件、2种材料构成。经过仿真分析和试验验证,设计的腔长控制镜可以有效抵抗反射面的歪斜扭偏,在-50℃~+70℃工作范围内,抗扭偏能力提高5~10倍,同时实现了低成本和高稳定性。
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关键词
激光陀螺
腔长控制镜
扭偏角
双筋结构
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职称材料
激光陀螺腔长控制镜结构特性有限元分析
被引量:
4
3
作者
张明辉
刘元正
+1 位作者
兰佩锋
张振荣
《应用光学》
CAS
CSCD
北大核心
2011年第2期353-357,共5页
为研究激光陀螺腔长控制反射镜结构参数对其性能影响,提出了建立腔长控制镜弹性、压电体耦合有限元模型并进行直接耦合场有限元分析的方法。通过编制ANSYS有限元软件宏文件,实现有限元模型与结构尺寸的自动同步。对某型激光陀螺腔长控...
为研究激光陀螺腔长控制反射镜结构参数对其性能影响,提出了建立腔长控制镜弹性、压电体耦合有限元模型并进行直接耦合场有限元分析的方法。通过编制ANSYS有限元软件宏文件,实现有限元模型与结构尺寸的自动同步。对某型激光陀螺腔长控制镜仿真计算表明,反射镜环槽内外径以及变形筋的厚度对其光程调节能力影响最大,并在此基础上实现了该型控制镜的优化设计。实验表明该方法对激光陀螺腔长控制镜的结构设计具有一定的指导意义。
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关键词
激光陀螺
腔长控制镜
结构设计
有限元分析
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职称材料
程长控制镜温度效应及耦合场分析
被引量:
1
4
作者
于旭东
黄一桂
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第3期523-530,共8页
程长控制镜是保持环形谐振腔腔长稳定的重要器件之一,温度变化引起的热形变直接影响环形谐振腔的光路形状和光束质量。首先利用ANSYS软件建立了程长控制镜的有限元仿真模型,分析了不同温度条件下程长控制镜的温度场及耦合场,得到了程长...
程长控制镜是保持环形谐振腔腔长稳定的重要器件之一,温度变化引起的热形变直接影响环形谐振腔的光路形状和光束质量。首先利用ANSYS软件建立了程长控制镜的有限元仿真模型,分析了不同温度条件下程长控制镜的温度场及耦合场,得到了程长控制镜反射镜面中心形变量云图,对变温条件下程长控制镜反射镜面中心形变规律进行了研究,得到了反射镜面中心形变量与温度的关系函数。然后,通过扫模实验和温度实验验证了有限元模型的正确性,计算相对误差为2.5%。最后,仿真分析了程长控制镜各个部件导热系数、杨氏模量、线膨胀系数的影响规律。不同材料参数下,导热系数以及密度对形变量影响较小,杨氏模量和线膨胀系数对形变量影响较大,形变量与杨氏模量成反比,与线膨胀系数成正比。本文首次研究了常温、高低温及变温条件下程长控制镜的温度场和耦合场,并对材料参数的影响规律进行了定量分析,研究结果对程长控制镜的材料选择与优化设计有一定指导意义。
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关键词
激光陀螺
程长控制镜
有限元分析
温度场
耦合场
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职称材料
激光陀螺新型光路程长控制镜的研制
被引量:
16
5
作者
金世龙
龙兴武
+2 位作者
李晓红
袁杰
赵洪常
《光学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2006年第4期562-566,共5页
爪盘结构程长控制镜由于其稳定性好等优点,已越来越广泛地应用于激光陀螺的腔长控制,但这种只有程长控制能力的控制镜,对陀螺腔体变形等原因引起的谐振光路变化却是无能为力。通过分析该类腔长控制镜的特点,提出了一种新颖的具有角度控...
爪盘结构程长控制镜由于其稳定性好等优点,已越来越广泛地应用于激光陀螺的腔长控制,但这种只有程长控制能力的控制镜,对陀螺腔体变形等原因引起的谐振光路变化却是无能为力。通过分析该类腔长控制镜的特点,提出了一种新颖的具有角度控制功能的光路程长控制镜。在原有的控制镜上增加一组角度控制部件,使其不仅有程长控制功能同时还具备了光路控制功能的方法,设计了新的槽片及角度控制元件,研制出了高性能的光路程长控制镜。系统地对控制镜的性能进行了测试。结果表明,它不仅稳定性好(陀螺使用温度范围内最大歪扭变化量小于0.3″),而且灵敏度高(大于0.1″/V)。
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关键词
激光陀螺
程长控制镜
光路程长控制镜
原文传递
激光陀螺克服高、低温冲击的技术研究
被引量:
19
6
作者
金世龙
龙兴武
+3 位作者
王飞
赵洪常
卢广锋
张文
《光学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2006年第3期409-414,共6页
分析了激光陀螺在经历外部环境温度变化时光强和性能发生变化的原因,提出了利用新型腔长角度控制镜(光路程长控制镜)的角度控制元件作为驱动器件,应用类似小抖动稳频的原理对激光陀螺环形光路进行闭环控制,并通过对各光路控制单元采取...
分析了激光陀螺在经历外部环境温度变化时光强和性能发生变化的原因,提出了利用新型腔长角度控制镜(光路程长控制镜)的角度控制元件作为驱动器件,应用类似小抖动稳频的原理对激光陀螺环形光路进行闭环控制,并通过对各光路控制单元采取分时控制的办法解决了光路稳定过程中的调制信号的冲突,使激光陀螺在环境变化时始终保持其光程长和光路相对位置的稳定从而保证其性能的稳定。实验结果表明,对原来在全使用温区(-40℃^+60℃)光强变化达30%甚至只要有光的,通过光路稳定措施可将光强稳定在±3%以内,对于有些在高低温时不能出光的,也可以达到可使用的光强稳定水平。较好地解决了许多激光陀螺难以克服的耐高、低温冲击问题。
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关键词
激光陀螺
光路程长控制镜
小抖动稳频
闭环控制
分时控制
原文传递
腔长控制镜对激光陀螺动态特性的影响
被引量:
10
7
作者
马仰华
于文东
+2 位作者
权冰心
韩宗虎
张伟
《中国激光》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第6期15-22,共8页
环形谐振腔是激光陀螺(RLG)的核心。基于环形谐振腔光线传输理论,通过求解自洽方程,数值分析了反射镜的变形对谐振腔稳定性的影响;在此基础上,借助有限元分析软件Ansys,通过参数化建模,进一步开展了RLG腔长控制镜(PLCM)结构参数对其综...
环形谐振腔是激光陀螺(RLG)的核心。基于环形谐振腔光线传输理论,通过求解自洽方程,数值分析了反射镜的变形对谐振腔稳定性的影响;在此基础上,借助有限元分析软件Ansys,通过参数化建模,进一步开展了RLG腔长控制镜(PLCM)结构参数对其综合性能影响的仿真分析。结果表明,在相同尺寸限制和不影响陀螺稳频工作效率的前提下,PLCM结构参数的局部优化可大大地提升谐振腔的动态稳定性;实验验证与仿真分析结果相吻合,且优化后的单筋PLCM可满足陀螺在常规机载导航系统振动环境下的使用要求。这对进一步提升RLG,尤其是小型化RLG的工程化水平具有重要参考意义。
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关键词
激光光学
激光陀螺
环形谐振腔
腔长控制镜
有限元分析
动态稳定性
原文传递
激光陀螺新型槽片
被引量:
7
8
作者
金世龙
李晓红
+2 位作者
黄云
龙兴武
周宁平
《光学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2006年第2期259-263,共5页
根据激光陀螺的使用要求,针对传统槽片在结构和材质上给加工和陀螺性能所带来的不利因素,设计一种集微晶玻璃和熔石英玻璃的优点于一体的新型槽片结构。其基体采用与陀螺腔体材料相同的底膨胀系数的微晶玻璃,反射片采用抛光表面特性很...
根据激光陀螺的使用要求,针对传统槽片在结构和材质上给加工和陀螺性能所带来的不利因素,设计一种集微晶玻璃和熔石英玻璃的优点于一体的新型槽片结构。其基体采用与陀螺腔体材料相同的底膨胀系数的微晶玻璃,反射片采用抛光表面特性很好的熔石英玻璃,通过光胶接合组成一个完整的新型槽片。并针对新的槽片结构提出了与之相应的陀螺腔体贴片面加工方案,使其既能配合新结构的槽片又不增加腔体的制造难度。同时还提出和实现了在加工中采取球面部件与槽片基体分开加工的方式,使得新结构槽片不仅解决了长期困扰陀螺制造行业的因石英槽片易漏氦而引起的陀螺存储寿命相对较短的问题,同时还降低了球面基片超光滑表面加工难度和加工成本。
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关键词
光纤光学
激光陀螺
腔长控制镜
槽片
超光滑表面
原文传递
题名
空间正交三轴激光陀螺的调腔技术
被引量:
10
1
作者
金世龙
龙兴武
张斌
许光明
机构
国防科技大学光电工程系
出处
《光学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2005年第4期525-529,532,共6页
文摘
通过分析传统激光陀螺的调腔方式,提出了激光陀螺应在实际工作条件(具有增益能力状态)下进行调腔的观点,以及通过控制其腔长或光程长来控制反射镜的反射方向的调腔方法,并相应地设计了新的腔长控制镜结构。通过全面扫描的方式,找出了空间正交三轴激光陀螺的三腔在高质量运转时的最佳角度控制参数,解决了空间三轴激光陀螺高精度调腔的难题。
关键词
激光陀螺
三轴
调腔
腔长控制镜
扫描
Keywords
ring laser gyro
triaxis
cavity adjustment
cavity
path length control mirror
scanning
分类号
V241.5 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
原文传递
题名
激光陀螺腔长控制镜改进设计
被引量:
4
2
作者
刘元正
张明辉
张华伟
兰佩锋
机构
中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所
出处
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2013年第2期235-239,共5页
基金
总装预研基金(51309010202,61901060301)
航空科学基金(20110818006)
文摘
腔长控制镜影响激光陀螺谐振腔的光束形状、光强等参数,是制约激光陀螺精度提高的重要因素之一。减少激光陀螺腔长控制镜的位移扭偏,提高腔长控制镜的环境耐受性,能够直接改善激光陀螺的性能。通过研究激光陀螺腔长控制镜的基本机理,分析了腔长控制镜单筋方案和双筋方案的典型结构和特点,给出了提高反射镜抗扭偏能力的设计方法,设计并实现了新型双筋腔长控制镜结构。改进的腔长控制镜仅由3种零件、2种材料构成。经过仿真分析和试验验证,设计的腔长控制镜可以有效抵抗反射面的歪斜扭偏,在-50℃~+70℃工作范围内,抗扭偏能力提高5~10倍,同时实现了低成本和高稳定性。
关键词
激光陀螺
腔长控制镜
扭偏角
双筋结构
Keywords
ring laser gyro
path length control mirror
shear declination angle
double diaphragms
分类号
U666.1 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
激光陀螺腔长控制镜结构特性有限元分析
被引量:
4
3
作者
张明辉
刘元正
兰佩锋
张振荣
机构
中航工业西安飞行自动控制研究所
出处
《应用光学》
CAS
CSCD
北大核心
2011年第2期353-357,共5页
文摘
为研究激光陀螺腔长控制反射镜结构参数对其性能影响,提出了建立腔长控制镜弹性、压电体耦合有限元模型并进行直接耦合场有限元分析的方法。通过编制ANSYS有限元软件宏文件,实现有限元模型与结构尺寸的自动同步。对某型激光陀螺腔长控制镜仿真计算表明,反射镜环槽内外径以及变形筋的厚度对其光程调节能力影响最大,并在此基础上实现了该型控制镜的优化设计。实验表明该方法对激光陀螺腔长控制镜的结构设计具有一定的指导意义。
关键词
激光陀螺
腔长控制镜
结构设计
有限元分析
Keywords
laser gyroscope
path length control mirror
structure design
finite element analysis
分类号
TN249 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
程长控制镜温度效应及耦合场分析
被引量:
1
4
作者
于旭东
黄一桂
机构
国防科技大学前沿交叉学科学院
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第3期523-530,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(No.61503399)
海军预研项目(No.3020107010204)
文摘
程长控制镜是保持环形谐振腔腔长稳定的重要器件之一,温度变化引起的热形变直接影响环形谐振腔的光路形状和光束质量。首先利用ANSYS软件建立了程长控制镜的有限元仿真模型,分析了不同温度条件下程长控制镜的温度场及耦合场,得到了程长控制镜反射镜面中心形变量云图,对变温条件下程长控制镜反射镜面中心形变规律进行了研究,得到了反射镜面中心形变量与温度的关系函数。然后,通过扫模实验和温度实验验证了有限元模型的正确性,计算相对误差为2.5%。最后,仿真分析了程长控制镜各个部件导热系数、杨氏模量、线膨胀系数的影响规律。不同材料参数下,导热系数以及密度对形变量影响较小,杨氏模量和线膨胀系数对形变量影响较大,形变量与杨氏模量成反比,与线膨胀系数成正比。本文首次研究了常温、高低温及变温条件下程长控制镜的温度场和耦合场,并对材料参数的影响规律进行了定量分析,研究结果对程长控制镜的材料选择与优化设计有一定指导意义。
关键词
激光陀螺
程长控制镜
有限元分析
温度场
耦合场
Keywords
laser gyroscope
path length control mirror
finite element analysis
temperature field
coupled field
分类号
V241.5 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
在线阅读
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职称材料
题名
激光陀螺新型光路程长控制镜的研制
被引量:
16
5
作者
金世龙
龙兴武
李晓红
袁杰
赵洪常
机构
国防科大光电工程系
出处
《光学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2006年第4期562-566,共5页
文摘
爪盘结构程长控制镜由于其稳定性好等优点,已越来越广泛地应用于激光陀螺的腔长控制,但这种只有程长控制能力的控制镜,对陀螺腔体变形等原因引起的谐振光路变化却是无能为力。通过分析该类腔长控制镜的特点,提出了一种新颖的具有角度控制功能的光路程长控制镜。在原有的控制镜上增加一组角度控制部件,使其不仅有程长控制功能同时还具备了光路控制功能的方法,设计了新的槽片及角度控制元件,研制出了高性能的光路程长控制镜。系统地对控制镜的性能进行了测试。结果表明,它不仅稳定性好(陀螺使用温度范围内最大歪扭变化量小于0.3″),而且灵敏度高(大于0.1″/V)。
关键词
激光陀螺
程长控制镜
光路程长控制镜
Keywords
ring laser gyro
cavity
path length control mirror
path
and
path length control mirror
分类号
V241.558 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
原文传递
题名
激光陀螺克服高、低温冲击的技术研究
被引量:
19
6
作者
金世龙
龙兴武
王飞
赵洪常
卢广锋
张文
机构
国防科大光电工程系
国防科大光电科学与工程学院研究生队
出处
《光学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2006年第3期409-414,共6页
文摘
分析了激光陀螺在经历外部环境温度变化时光强和性能发生变化的原因,提出了利用新型腔长角度控制镜(光路程长控制镜)的角度控制元件作为驱动器件,应用类似小抖动稳频的原理对激光陀螺环形光路进行闭环控制,并通过对各光路控制单元采取分时控制的办法解决了光路稳定过程中的调制信号的冲突,使激光陀螺在环境变化时始终保持其光程长和光路相对位置的稳定从而保证其性能的稳定。实验结果表明,对原来在全使用温区(-40℃^+60℃)光强变化达30%甚至只要有光的,通过光路稳定措施可将光强稳定在±3%以内,对于有些在高低温时不能出光的,也可以达到可使用的光强稳定水平。较好地解决了许多激光陀螺难以克服的耐高、低温冲击问题。
关键词
激光陀螺
光路程长控制镜
小抖动稳频
闭环控制
分时控制
Keywords
ring laser gyro
light
path
and optical
path length control mirror
hill climbing
closed-loop
control
time-sharing
control
分类号
V241.558 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
原文传递
题名
腔长控制镜对激光陀螺动态特性的影响
被引量:
10
7
作者
马仰华
于文东
权冰心
韩宗虎
张伟
机构
西北工业大学自动化学院
中航工业西安飞行自动控制研究所
中国人民解放军驻航天
出处
《中国激光》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第6期15-22,共8页
基金
装备预先研究项目(51309010202)
文摘
环形谐振腔是激光陀螺(RLG)的核心。基于环形谐振腔光线传输理论,通过求解自洽方程,数值分析了反射镜的变形对谐振腔稳定性的影响;在此基础上,借助有限元分析软件Ansys,通过参数化建模,进一步开展了RLG腔长控制镜(PLCM)结构参数对其综合性能影响的仿真分析。结果表明,在相同尺寸限制和不影响陀螺稳频工作效率的前提下,PLCM结构参数的局部优化可大大地提升谐振腔的动态稳定性;实验验证与仿真分析结果相吻合,且优化后的单筋PLCM可满足陀螺在常规机载导航系统振动环境下的使用要求。这对进一步提升RLG,尤其是小型化RLG的工程化水平具有重要参考意义。
关键词
激光光学
激光陀螺
环形谐振腔
腔长控制镜
有限元分析
动态稳定性
Keywords
laser optics
laser gyro
ring resonator
path length control mirror
finite element analysis
dynamic stability
分类号
V241.558 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
原文传递
题名
激光陀螺新型槽片
被引量:
7
8
作者
金世龙
李晓红
黄云
龙兴武
周宁平
机构
国防科大光电工程系
出处
《光学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2006年第2期259-263,共5页
文摘
根据激光陀螺的使用要求,针对传统槽片在结构和材质上给加工和陀螺性能所带来的不利因素,设计一种集微晶玻璃和熔石英玻璃的优点于一体的新型槽片结构。其基体采用与陀螺腔体材料相同的底膨胀系数的微晶玻璃,反射片采用抛光表面特性很好的熔石英玻璃,通过光胶接合组成一个完整的新型槽片。并针对新的槽片结构提出了与之相应的陀螺腔体贴片面加工方案,使其既能配合新结构的槽片又不增加腔体的制造难度。同时还提出和实现了在加工中采取球面部件与槽片基体分开加工的方式,使得新结构槽片不仅解决了长期困扰陀螺制造行业的因石英槽片易漏氦而引起的陀螺存储寿命相对较短的问题,同时还降低了球面基片超光滑表面加工难度和加工成本。
关键词
光纤光学
激光陀螺
腔长控制镜
槽片
超光滑表面
Keywords
fiber opticss ring laser gyros cavity
path length control mirror
grooved
mirror
s ultrasmooth surface
分类号
V241.558 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
空间正交三轴激光陀螺的调腔技术
金世龙
龙兴武
张斌
许光明
《光学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2005
10
原文传递
2
激光陀螺腔长控制镜改进设计
刘元正
张明辉
张华伟
兰佩锋
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2013
4
在线阅读
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职称材料
3
激光陀螺腔长控制镜结构特性有限元分析
张明辉
刘元正
兰佩锋
张振荣
《应用光学》
CAS
CSCD
北大核心
2011
4
在线阅读
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职称材料
4
程长控制镜温度效应及耦合场分析
于旭东
黄一桂
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
5
激光陀螺新型光路程长控制镜的研制
金世龙
龙兴武
李晓红
袁杰
赵洪常
《光学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2006
16
原文传递
6
激光陀螺克服高、低温冲击的技术研究
金世龙
龙兴武
王飞
赵洪常
卢广锋
张文
《光学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2006
19
原文传递
7
腔长控制镜对激光陀螺动态特性的影响
马仰华
于文东
权冰心
韩宗虎
张伟
《中国激光》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
10
原文传递
8
激光陀螺新型槽片
金世龙
李晓红
黄云
龙兴武
周宁平
《光学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2006
7
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