光学 精密工程
2023, 31(12): 1741
1 山东大学激光与红外系统集成技术教育部重点实验室,山东 青岛 266237
2 山东大学信息科学与工程学院,山东 青岛 266237
3 中国电子科技集团公司第四十一研究所,山东 青岛 266555
为实现高精度大量程精密位移测量,提出了一种基于涡旋光共轭干涉的精密位移测量方法。通过建立位移过程中涡旋光共轭干涉图样的旋转角弧度与位移之间的数学关系,实现了对旋转角弧度的精确提取,得到了高精度的精密位移测量结果。基于该原理对测量方案进行了光学系统设计与仿真,研制了实验系统并进行了实验测试。当标准位移为20 nm时,实验测量结果的误差为25 pm,相对误差为0.13%,证明了所提亚纳米级精密位移测量方案的有效性。所提系统还可通过计量干涉图样旋转圈数进行大测量范围的精密位移测量。实验结果表明,所提方案可在30 μm范围内实现精密位移测量。
测量 干涉法 涡旋光 位移测量 光学系统 像差补偿
光子学报
2022, 51(11): 1109001
1 山东大学 信息科学与工程学院,山东青岛266237
2 山东大学 激光与红外系统集成技术教育部重点实验室,山东青岛6637
3 中国电子科技集团公司第四十一研究所,山东青岛266555
光学干涉测量技术得益于高灵敏性和高重复性常用于位移等几何量的高精度测量。为了实现纳米级位移精确测量,以涡旋光与平面波干涉模型为基础,建立并验证了花瓣状干涉图旋转角度与位移的线性关系,提出一种微位移测量方法。位移测量模型使用涡旋光束干涉光路,经仿真验证了原理的可行性,并搭建位移实验系统进行测量实验。实验结果表明,当位移量为200.0 nm时,测量结果为196.3 nm,误差为3.7 nm,误差百分比为1.9%,可实现纳米量级的微位移测量。与传统的球面波干涉、共轭涡旋光干涉等位移测量方案相比,该微位移测量方法在测量可靠性和测量精度方面均具有明显的优势。
干涉测量 涡旋光 微位移 平面波 interferometry measurement vortex beams micro-displacement plane wave 光学 精密工程
2022, 30(17): 2058
强激光与粒子束
2020, 32(7): 073003
1 北京大学物理学院人工微结构和介观物理国家重点实验室, 北京 100871
2 北京大学纳光电子前沿科学中心, 北京 100871
3 山西大学极端光学协同创新中心, 山西 太原 030006
凹陷包层波导是一种新型波导,其折射率未变化的波导芯被数量众多的折射率变低的轨迹包围,具有截面形状和大小可以灵活调控的优点。凹陷包层波导芯区保留了材料原本的性质,可以传播横电和横磁两种偏振模式,在集成光子学领域具有重要的发展潜力。利用飞秒激光三维微纳加工技术,可以在多种玻璃和晶体材料中制备凹陷包层波导。除了通过平移和螺旋扫描进行制备,还可以利用焦场整形技术实现快速制备。综述了凹陷包层波导的飞秒激光加工进展及其在波导激光器、频率转换、温度传感、波导光栅滤波器和集成光子学器件等方面的应用。
激光光学 集成光学器件 凹陷包层波导 飞秒激光加工 直写 焦场整形 激光与光电子学进展
2020, 57(11): 111427
立体光固化成型、选择性激光烧结和双光子聚合是具有代表性的激光微纳三维(3D)打印技术。其中双光子聚合的特征尺寸能够突破衍射极限,使得在亚波长尺度上精密制造微光学元件成为可能。对这三种激光微纳3D打印技术进行了综述。
激光技术 激光三维打印 立体光固化成型 选择性激光烧结 双光子聚合 激光与光电子学进展
2018, 55(1): 011411
1 西安应用光学研究所, 陕西 西安 710065
2 北方电子研究院有限公司, 陕西 西安 710100
针对目前常用的Cameralink视频信号的光纤传输方案系统结构过于复杂的问题, 提出一种基于MAX9249/MAX9268的Cameralink视频信号的光纤传输方案。在发送端利用MAX9249实现Cameralink视频信号解串行化、编码、串行化, 得到光模块驱动信号CML; 在接收端利用MAX9268实现CML信号解串行化、解码、串行化, 得到Cameralink视频信号, 并对光收发模块的设计与选型作了详细阐述。用示波器抓取发送端和接收端高速串行信号的眼图, 结果比较清晰, 眼睛张开度大, 发送端的Q因子为24.46, 满足发送端大于12的要求, 接收端Q因子为8.13, 满足接收端大于6的要求。计算机采集的实时画面, 经过10 min传输无明显可视的像素噪点, 验证了该传输方案的可行性和有效性。
Cameralink信号 光纤传输 光收发模块 Q因子 Cameralink signal optical fiber transmission MAX9249/MAX9268 MAX9249/MAX9268 light transceiver module Q factor
1 上海航天控制技术研究所,上海 201109
2 中国航天科技集团公司红外探测技术研发中心,上海 201109
机载红外诱饵投放后的运动轨迹,以及与载机的分离过程是红外对抗研究中的重要内容。文章首先分析了机载红外诱饵投放后的运动特征,建立了诱饵运动数学模型,使用四阶龙格-库塔方法求解方程;通过坐标转换得到目标-诱饵在导引头视场中的分离形态,分别使用Matlab、MOS 电阻阵进行了数字和半实物仿真,结果表明仿真过程较为逼真地模拟了目标-诱饵的分离轨迹。最后结合仿真结果,阐述了导引头视场中目标-诱饵分离过程的影响因素,并对运动特征下的机载红外诱饵干扰与对抗进行了分析。
红外诱饵 运动轨迹 分离过程 仿真 infrared decoy moving track separation process simulation
为了以较小代价验证红外制导 导弹对抗红外诱饵的能力,需要提高红外半实物仿真 水平,而基于MOS电阻阵的红外半实物仿真则是众多手段中最有效 的方法之一。利用MOS电阻阵对红外诱饵进行了模拟和仿真,并建 立了红外诱饵模型,尤其是红外诱饵运动模型。同时,在外场实 测了经红外诱饵运动轨迹校正后所建立的红外诱饵理论模型。结果表明, 红外诱饵运动轨迹模拟的逼真度是能否有效验证和提升红外制导导弹 抗红外诱饵能力的关键。
MOS电阻阵 红外诱饵 半实物仿真 运动模型 MOS resistance array infrared deco hardware-in-the-loop simulation motion model