南京理工大学 电子工程与光电技术学院，江苏 南京 210094
在高精度的干涉检测中，干涉仪系统误差的标定越来越重要。根据立式斐索干涉仪的结构特点，采用液面作为平面基准，对参考平晶的自重变形量以及夹持形变进行补偿校准，对其系统误差进行标定。理论上，液面和地球半径的曲率相同，可认作平面基准对立式结构干涉仪的系统误差进行标定。针对Φ300 mm立式斐索干涉仪，研究了不同的液体粘度、液体厚度、干涉腔长和环境温度对液面测量的影响，构建了可靠的液面基准。通过液面基准，指导干涉仪参考平晶的装调校准，对其系统误差进行补偿，干涉仪精度达到0.035λ，优于λ/25。为了进一步验证液面基准的可靠性与准确性，进行了重复性实验，并且采用Φ400 mm的液面和Φ450 mm的液面进行比对测试，两次标定结果的偏差优于λ/100（6 nm），验证了液面基准的可靠性与准确性。
干涉测量 液面基准 表面形状测量 系统误差 interferometry liquid reference surface shape measurement system error 红外与激光工程
2022, 51(2): 20210880
1 邵阳学院信息工程学院，湖南 邵阳 422000
2 中南大学自动化学院，湖南 长沙 410083
3 中南大学物理与电子学院，湖南 长沙 410083
微型光纤光谱仪由于具有小型化、集成化、检测速度快等特点，适合用于工业现场多组分物质的在线检测。针对微型光谱仪由于受到仪器杂散光、光度噪声和光源波动等因素的影响，导致测量光谱信号精度差的问题，提出了一种面向微型光谱仪在线检测的光学系统误差校正方法。该方法首先使用光谱仪在线测量光谱强度，并通过参考溶液和待测溶液获取光谱信号；其次，通过提出的自适应小波阈值去噪法，消除光谱信号的光度噪声，提升光谱信号的灵敏度；然后，提出了一种基于双波长光强比值不变性的光源稳定方法，动态消除光源误差；最后，对铜钴离子的光谱信号进行动态校正，并对校正曲线进行性能分析。结果表明，所提出的方法简单快速，适用于光谱信号的动态校正，以满足多金属杂质离子在线检测的需求。
微型光纤光谱仪 多金属离子检测 光学系统误差校正 自适应小波阈值法 激光与光电子学进展
2022, 59(3): 0307001
强激光与粒子束
2021, 33(9): 099001
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100049
针对旋转双棱镜系统解算困难、误差源众多和指向精度较低的问题，提出了一种补偿旋转双棱镜指向系统转角的修正方法，采用求偏导和建立全微分方程的方法建立光束指向误差与棱镜转角误差关系，解算出补偿角。经实验验证：在99.57%的指向区域中，指向偏差最大值由1.8742°降低为1.4753°，均方根由0.1401°降低为0.0893°，补偿棱镜转角修正方法可有效提高指向精度。
激光通信 旋转双棱镜 指向模型 偏差修正 系统误差 laser communication rotating biprism pointing model deviation correction system error
中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所, 沈阳 110000
在机载多源信息融合领域, 针对空间量测系统误差对状态估计精度造成的不利影响, 提出了一种改进的误差估计与补偿算法。对于数值不变的系统误差, 通过最小均方误差参数估计方法可以定量获得量测偏差中的确定性部分; 将误差配准与目标航迹估计整合进行, 有效提高滤波的精度。仿真结果表明, 该改进算法能够有效抑制系统误差的影响。
多源信息融合 系统误差配准 卡尔曼滤波 fusion of multi-source information system error registration Kalman filtering
天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室, 天津 300072
关节型激光传感器是一种新型的基于非正交轴系架构的非接触式三维坐标测量仪器,测量时需保证系统左右单元激光束精密交会。因此,实现高精度激光光斑中心定位是保证其测量精度的前提和基础。光斑中心定位误差分为随机误差和系统误差两部分。对于随机误差,采用边缘阈值法进行消除;对于系统误差,提出一种基于非线性最小二乘拟合的补偿方法。基于直线度误差评定方法,对激光光斑中心定位和补偿方法的效果进行对比分析。实验结果表明,所提方法能将质心法的定位精度提高至0.12 pixel,明显优于现有其他方法,满足关节型激光传感器的高精度测量要求。
激光与光电子学进展
2021, 58(14): 1412002
1 南京电子技术研究所, 南京 210039
2 中兴通讯南京研究所, 南京 210013
研究了去斜调频步进信号合成原理及其应用技术,分析了宽带去斜信号步进频合成原理, 着重研究了该技术在实际应用中可能遇到的问题,借鉴ISAR成像原理与算法给出了残余相位补偿和系统跟踪误差补偿的解决方案, 提出了系统参数设计约束和回波信噪比等系统设计要求, 梳理了去斜步进频合成处理流程。仿真分析表明, 提出的算法和流程正确有效, 解决了去斜调频步进信号合成从理论论证到实际应用的问题, 可用于宽带/超宽带信号产生与处理。
雷达 去斜调频进信号 系统参数设计 系统误差补偿 radar stretch chirp-step signal system parameter design system error compensation
针对多级合成结构, 分析了几个主要误差对偏振合成效率的影响, 具体计算了合成效率随直径偏差、功率失衡、偏振度的变化规律。数值模拟结果表明, 当两束光直径与功率完全相同时具有最大的合成效率, 随着两束光直径和功率的偏差增大合成效率都会降低, 相对而言合成效率对功率失衡的容差更大, 当功率失衡为10%时, 合成效率下降0.06%。结果表明I型结构具备向多链路拓展的可行性。
激光技术 合成效率 偏振合成 系统误差 分析 laser technology combining efficiency polarization combination system error analysis
天津大学精密仪器与光电子工程学院精密测试技术及仪器国家重点实验室, 天津 300072
提出了一种基于飞秒光学频率梳相关探测的绝对距离测量方法,通过检测测量信号与参考信号的相关条纹,实现了绝对距离测量。研究了一阶相关函数的测量模型,建立了基于非平衡迈克耳孙干涉光路的测量系统,通过拟合一阶相关函数包络并提取其峰值精确判断脉冲重合位置,获得了被测距离。设计并配合长导轨进行了3 m的绝对距离测量实验,并与商用干涉仪测量结果进行实时比对。基于大量实验数据,针对环境因素及系统误差进行了分析,并进行了误差消除与补偿。研究结果表明,所提方法在500 min长期测量中,在3 m的测量范围内的最大测量误差为5.85 μm,测量标准差为2.20 μm。
测量 干涉测量 飞秒光学频率梳 系统误差 绝对测距
安庆集团有限公司航空设备研究所, 西安 710077
机载光电转塔系统轴系误差是影响随动跟踪和视轴指向精度的主要因素之一。为了分析轴系误差对精度的影响量值, 运用坐标变换的原理, 建立了机载光电转塔系统在方位和俯仰理想状态和在轴系误差状态随动跟踪的数学模型, 进行了数值计算与仿真分析。仿真特性曲线表明, 在不同随动角度下轴系误差对精度的影响是变化的。为了满足机载光电转塔系统高精度随动、视轴指向和高分辨率的探测和感知外部环境, 提出了消除误差和提高精度的解决方法, 可用于机载光电转塔系统的设计分析、误差控制和技术问题处理, 具有一定的实际工程应用参考价值。
机载光电转塔系统 轴系误差 数学建模 随动控制 仿真分析 airborne photoelectric turret system axial system error mathematic model servo control simulation analysis
