作者单位
摘要
北京理工大学 光电学院,北京 100081
太阳光泵浦激光器是将太阳光直接转化为激光的装置,具有能量转换环节少、效率高、结构简单可靠、性能稳定以及无污染等优点。对应用于空间环境(4 K)的全固态太阳光泵浦激光器进行了建模,并对泵浦太阳光收集阶段进行了热效应分析。先后考虑两种安装底座和四种太阳光线偏转情况,运用ANSYS Workbench@热分析软件分别进行了稳态热分析。针对第一种情况得到的可行性验证,提出了下一步的改进优化意见,并初步设想进行实际模型搭建和测试。针对第二种不可行情况,提出了几种可能的改进措施,并对未来的工作进行了展望。该研究为太阳光泵浦激光器在空间环境中的实际应用提供了一种全新的、采用全固态传导冷却方式温控系统的可行方案,为未来空间太阳光泵浦激光器能够得到实际应用提供了研究资料。
太阳光泵浦激光器 温控系统 空间应用 稳态热分析 solar pumped laser temperature control system space application steady-state thermal analysis 
应用光学
2023, 44(6): 1219
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physics and Photoelectric Engineering, Taiji Laboratory for Gravitational Wave Universe, Key Laboratory of Gravitational Wave Precision Measurement of Zhejiang Province, Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences, Hangzhou 310024, China
2 Key Laboratory of Space Active Opto-Electronics Technology, Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200083, China
3 Key Laboratory of Time and Frequency Primary Standards, National Time Service Center, Chinese Academy of Sciences, Xi’an 710600, China
4 School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
A hertz-linewidth ultra-stable laser (USL), which will be used to detect the clock transition line, in a strontium optical clock will be launched into the China Space Station (CSS) in late 2022. As the core of the USL, an interference-filter-based external-cavity diode laser (IF-ECDL) was developed. The IF-ECDL has a compact, stable, and environmentally insensitive design. Performances of the IF-ECDL are presented. The developed IF-ECDL can pass the aerospace environmental tests, indicating that the IF-ECDL can be suitable for space missions in the CSS.
external-cavity diode laser interference filter space application 
Chinese Optics Letters
2022, 20(2): 021407
作者单位
摘要
1 中国科学院 国家空间科学中心, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100190
3 Synopsys(北京)有限公司, 北京 100086
针对国内星载数传发射机无法实现载波频率灵活可变的问题, 提出了一种可配置输出频率的载波源方案。采用现场可编程门阵列(FPGA)和数模转换器(DAC)相结合, 实现参考频率高精度可变且灵活配置锁相环(PLL)中鉴相器的鉴相频率, 使载波源输出频率可程控配置。实测结果表明, 载波源可实现任意配置X波段8.025~8.4 GHz的输出中心频点, 相位噪声优于-66 dBc/Hz@100 Hz、-75 dBc/Hz@1 kHz 、-80 dBc/Hz@10 kHz、-95 dBc/Hz@100 kHz、-120 dBc/Hz@1 MHz, 杂散抑制度优于-74 dBc, 频率分辨率小于10 Hz。相关电路替代专用直接数字频率合成(DDS)芯片的功能, 能适应空间应用环境。
星载数传发射机 载波源 锁相环(PLL) X波段 直接数字频率合成(DDS) 空间应用环境 space-borne data transmitter carrier source phase-locked loop(PLL) X-band direct digital frequency synthesis(DDS) space application environment 
压电与声光
2020, 42(4): 433
作者单位
摘要
中国人民解放军陆军工程大学军械士官学校,湖北 武汉 430075
空间固体激光器是星载激光测高系统的重要载荷,也是先进激光器的典型代表。星载激光测高的应用需求和星载应用环境决定了空间激光器的技术特点和规律,使得空间固体激光器成为了先进性、可靠性、成熟性和小型轻量化的技术与工艺统一。分析了星载激光测高应用的空间固体激光器高可靠激光谐振腔技术、高重频窄脉宽微脉冲多光束激光器技术、LD/光纤/固体相融合技术等方面的发展现状,介绍了单光子阵列推扫式激光雷达用空间固体激光器的技术突破,并对卫星激光测高固体激光器技术发展进行了展望。
卫星激光测高 空间应用激光器 空间固体激光器 satellite laser altimetry space application laser spaceborne solid state laser 
红外与激光工程
2020, 49(11): 20201046
作者单位
摘要
空间技术研究院西安分院,西安 710100
空间高分辨率合成孔径雷达(SAR)系统对大功率脉冲行波管放大器的带宽、输出脉冲能力、幅相一致性提出了更高的要求,基于宽带功率合成的kW级脉冲行波管放大器技术是空间应用的关键技术问题。研究了大功率脉冲行波管放大器宽带高幅相一致性控制技术和宽带功率合成技术,提出了空间用小型化脉冲双路合成行波管放大器集成结构,在3 GHz宽带内,实现了大于95%的合成效率,多台产品相位一致性≤±10°。
星载 合成孔径雷达 功率放大器 空间行波管 功率合成 space application synthetic aperture radar power amplifier TWT power combining 
强激光与粒子束
2020, 32(8): 083004
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室, 上海 201800
2 国科大杭州高等研究院, 浙江 杭州 310024
稀土掺杂有源光纤激光器或放大器具有重量轻、体积小、电光转换效率高等优点,在空间激光通讯、空间激光雷达、太空垃圾处理及**等方面有重要应用价值。然而,常规稀土掺杂有源光纤在太空辐射环境中的辐射诱导损耗是非稀土掺杂无源光纤的1000倍以上,这给面向空间应用的光纤激光器或放大器的长期稳定性带来了严峻挑战。本文简要介绍了太空辐照环境、石英光纤在太空中的应用需求和所面临的挑战;然后从三个方面详细介绍了当前国内外在耐辐照有源光纤领域取得的最新研究成果:1)有源光纤辐致暗化机理,2)有源光纤耐辐射特性的影响因素,3)提高有源光纤耐辐射特性的方法;最后,对耐辐照有源光纤的未来研究方向进行了展望。
激光光学 有源光纤 耐辐照 色心 辐射诱导损耗 空间应用 
中国激光
2020, 47(5): 0500014
张秀萍 1,2,3张林波 1,2,3刘军 1,2,3江晨晖 1,2,3[ ... ]张首刚 1,3
作者单位
摘要
1 中国科学院国家授时中心, 陕西 西安 710600
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院时间频率基准重点实验室, 陕西 西安 710600
空间窄线宽激光器作为空间锶光钟的本地振荡源,决定了空间锶原子光钟的中短期稳定度。由于空间站的载荷资源有限,空间窄线宽激光器光学系统既要满足空间光钟参考跃迁的功能要求,又要考虑体积、重量等因素。此外,由于空间窄线宽激光器系统对功耗、热耗都有严格的要求,在激光源输出光功率一定的条件下提高系统光功率的利用率,是保证后续光路光功率需求的关键。为了减小体积,减轻系统重量,采用小型化光学组件构建系统光路;为提高系统光功率的利用率,采用短焦双透镜方案,在此基础上构建该光学功能单元的实验平台。结果显示:声光调制器的单通衍射效率大于90%,双通衍射效率大于70%。对声光调制器驱动信号进行扫描,在±20 MHz扫描范围内,光纤耦合效率变化了50%,基本满足了空间和功率上的应用要求。
激光器 窄线宽激光 声光调制器 频率调谐带宽 空间应用 
光学学报
2018, 38(4): 0414003
作者单位
摘要
1 北京石油化工学院 精密电磁装备与先进测量技术研究所,北京 102617
2 p北京石油化工学院 磁悬浮轴承研发与精密制造中心,北京 102617
3 装备学院 航天装备系,北京 101416
针对磁悬浮陀螺飞轮用显式洛伦兹力磁轴承气隙磁密均匀性差的问题,提出了一种磁钢内置的隐式洛伦兹力磁轴承,并采用三维有限元法对两种方案的气隙磁密进行比较分析。隐式方案的气隙磁密在周向和纵向的变化率分别为0.8%和8.4%,远优于显式方案的15.0%和23.7%。利用磁场分割法对隐式方案的磁阻进行了区域分割,采用积分法精确计算各区域磁阻,建立了磁轴承磁路数学模型,得到了影响偏转电流刚度的关键结构参数,并基于有限元法对隐式方案形状及结构参数进行详细优化。结果表明,在不恶化气隙磁密变化率的前提下,优化前后绕组区域的最大磁密和最小磁密分别从0.404 T和0.368 T增加至0.464 T和0.427 T,增幅为14.6%和16.0%。根据优化结果研制了一台隐式洛伦兹力磁轴承,并进行了气隙磁密和偏转电流刚度实验测试,测试结果与设计结果相符,对洛伦兹力磁轴承的设计具有重要意义。
磁悬浮陀螺飞轮 磁轴承 洛伦兹力 有限元分析 空间应用 magnetic bearing gyrowheel magnetic bearing Lorentz force finite element analysis space application 
光学 精密工程
2018, 26(2): 399
吕挺 1,2段玉雄 1,2项静峰 1,2任伟 1[ ... ]屈求智 1,*
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
对780 nm声光调制器(AOM)的温度响应进行了详细的理论计算,发现AOM衍射光偏振角的温度响应系数远大于衍射效率和衍射角的温度响应系数。针对AOM衍射光偏振角的温度响应,在地面实验室环境下对其进行了实验验证。在空间微重力环境下,AOM的温度响应可能会成为制约空间项目光学平台工作温度范围和性能指标提高的主要因素之一。基于AOM在实际空间应用中的脉冲工作模式,通过仿真建模给出了AOM声光晶体温度随环境温度的变化曲线,并给出了优化措施。
测量 声光调制器 温度响应 空间应用 激光冷却 
光学学报
2017, 37(8): 0812001
作者单位
摘要
北京振兴计量测试研究所, 北京100074
红外辐射面源黑体应用于特定红外特性目标的模拟, 各种红外探测、制导系统的外场测试。随着空间应用的红外成像器的口径的增大, 红外辐射面源的口径也相应增大, 为了保证超大辐射面黑体的性能指标满足要求, 必须对其在真空低温条件下进行性能校准。但目前国内还没有相应计量标准, 无法保证测试结果的准确可靠。设计了一种真空低温环境下超大面源黑体现场校准装置, 实现对超大面源黑体的发射率、辐射温度、温场均匀性、温度稳定性等性能参数的校准, 并取得了较好的试验结果, 实现了真空低温环境下超大面源黑体的参数校准。
真空低环境 空间应用 超大面源黑体 校准 vacuum cryogenic environment space application extra-large radiation area blackbody calibration 
红外与激光工程
2017, 46(7): 0717002

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