作者单位
摘要
福建师范大学 光电与信息工程学院 医学光电科学与技术教育部重点实验室福建省光子技术重点实验室,福建 福州 350007
由于空间光环境的复杂性,抑制杂散光对保证空间相机成像性能尤其重要,该文针对宽光谱波段成像的空间探测相机光学系统进行杂散光分析和抑制优化设计。通过SOLIDWORKS和TracePro的无损式数据交互建立光机模型,并从光机材料的表面特性、机械结构、镜片透过率等多角度优化杂散光模型,再利用朗伯体光源分别对正反向进行光线追迹,然后结合光机模型的半剖图对系统关键表面进行重点取样分析。分析结果表明:优化后的光机系统在离轴角10.3°~15.4°内,点源透过率值与优化前的系统相比下降了66%~99.4%,在离轴角大于14.2°时点源透过率值接近10?4量级,在离轴角18.4°处杂散光的点源透过率约为10?4量级。最后通过鬼像实验,进一步证明了优化后的光机系统设计方法具有良好的杂散光抑制效果。
空间探测相机 杂散光 仿真建模 光线追迹 点源透过率 鬼像 space detection camera stray light simulation modeling ray tracing point source transmittance ghost image 
应用光学
2023, 44(5): 982
作者单位
摘要
空军工程大学装备管理与无人机工程学院, 西安 710000
针对“热保障”条件下飞机出动架次率难以测算的问题, 提出一种基于分层赋时着色Petri网(HTCPN)的飞机出动架次率仿真测算方法。首先, 根据飞机基层级维修保障工作, 建立飞机连续出动模型与保障流程; 其次, 运用Petri网理论和CPN tools软件, 构建基于HTCPN的机务保障全过程计算机仿真模型; 最后, 通过算例分析找出制约飞机出动架次率的重要影响因素。结果表明,所提方法不仅能够找出影响飞机出动的重要因素, 还能为飞机出动架次率测算提供技术支撑, 具有一定工程应用价值。
飞机出动架次率 分层赋时着色Petri网(HTCPN) 敏感性分析 仿真建模 aircraft sortie rate Hierarchical Timed Colored Petri Net (HTCPN) analysis of sensitivity simulation modeling 
电光与控制
2023, 30(12): 80
作者单位
摘要
1 哈尔滨工程大学动力与能源工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150000
2 哈尔滨工程大学物理与光电工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150000
船舶运输作为大宗货物的重要流通手段, 为我国经济社会发展做出了巨大贡献, 但与此同时船用柴油机带来了严重的污染排放问题。 在全球排放限制日益严峻的背景下, 实现对其排放参数的实时监测, 对环境保护、 节能减排、 优化柴油机控制策略与燃烧性能等都具有重要意义。 近年来可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术因其精度高、 响应快等优点逐渐受到青睐, 该技术的广泛应用对其的研究提出了更高要求, 因此利用数学软件对其进行仿真模拟, 对测试系统的开发、 参数调整都具有一定价值。 结合目前的船舶排放检测问题, 以其中最具代表性的污染物NO为目标气体, 利用软件制作了气体浓度测量仿真模型。 检测系统仿真模型主要由光源调制、 线型函数拟合、 模拟气体吸收、 线强函数S(T)拟合、 锁相放大器等各部分组成。 采用波长调制的方法对浓度测量过程进行仿真, 将高频正弦波和低频锯齿波相叠加用以调谐激光, 激光经过气室进行模拟吸收后, 信号经过锁相放大器调解得到各阶谐波信号。 将二次谐波比一次谐波的峰值点作为信号, 采用最小二乘法进行浓度-信号幅值曲线拟合并以此进行浓度反演和误差计算, 反演误差在2.5%以内。 分析了温度、 压力等环境因素对信号幅值的影响并绘制了谐波图线, 通过引入参考气室来消除环境波动对结果造成的影响, 在环境变动时不需要重新拟合浓度-峰值曲线, 可直接得到结果。 尝试了不同的正弦波频率和调制系数等参数, 分析了调制参数对信号幅值的影响, 选取了较为合适的参数范围。 为柴油机在线排放测试系统的构建和参数选择提供了一定参考。
可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS) 谐波检测 NO浓度测定 仿真建模 Tunable diode laser absorption spectroscopy (TDLAS) Harmonic detection NO concentration determination Simulation modeling 
光谱学与光谱分析
2021, 41(10): 3262
作者单位
摘要
石家庄铁道大学 电气与电子工程学院, 石家庄050043
光声池作为光声光谱气体检测系统中的核心器件直接影响系统的检测精度,以经典圆柱形光声池为基础研究对象,利用有限元分析软件,结合压力声学及热粘性声学两种物理场对光声池内的声热耦合过程进行建模,通过仿真对比谐振腔和缓冲腔的几何参数变化对光声池性能的影响,进而确定其最优尺寸。仿真结果表明:谐振腔、缓冲腔的长度和半径均会影响谐振频率和声压。充分考虑对比结果及工业制造难度后,选定谐振腔最佳长度为120 mm,最优半径为3 mm,缓冲腔半径为35 mm。在此基础上,设计了一种谐振腔与缓冲腔为圆角连接的光声池,与同尺寸直角光声池相比,圆角光声池在提高光声信号和降低流动噪声干扰方面更具优势,品质因数提高至1.109倍,池常数增大到3 635.1 Pa·cm/W,声压提高到1.26×10-5 Pa。在甲烷气体的浓度检测中,系统灵敏度可达到0.87 ppm,检测结果较理想,符合高灵敏度的要求。因此,圆角连接光声池在性能上有明显提升,可为光声池的优化设计提供参考。
光声光谱 仿真建模 有限元分析 光声池 优化设计 Photoacoustic spectroscopy Simulation modeling Finite element analysis Photoacoustic cell Optimal design 
光子学报
2021, 50(7): 238
作者单位
摘要
中国飞行试验研究院, 西安 710089
由于飞机机电系统的复杂性, 对其各类故障进行分析建模并研究其激励方法具有重要意义。基于飞行试验历史数据, 以典型飞机机电系统中的燃油系统为对象进行研究, 针对某飞机机电系统的具体结构和特点, 采用Matlab/Simulink软件建立了系统仿真模型, 设计了多种典型故障仿真。最后运用Simulink与VC++联合开发的方法, 搭建了运行原理可视化故障激励仿真平台, 仿真结果表明,平台能够完成对多种机电系统故障的激励, 达到了预期要求。
机电系统 历史数据 燃油系统 故障模拟 仿真建模 electromechanical system historical data fuel system fault simulation simulation modeling 
电光与控制
2021, 28(4): 97
陈雪旗 1,2,*姜爱民 1,2,**
作者单位
摘要
1 中国科学院国家天文台空间天文技术实验室, 北京 100101
2 中国科学院大学, 北京 100049
建立了用数字微镜器件(DMD)作为显示器件的目标模拟系统,对成像畸变进行了研究。进行系统总体设计,利用几何光学计算了DMD不同姿态方位引起的物空间深度及变形量,确定了最佳姿态。针对DMD装调问题,利用光学软件对系统进行仿真,建立了畸变检测模板和算法,分析DMD姿态角的装调误差可知,0.3°俯仰角或方位角偏差引入的畸变约为1.3%。最后在设计和仿真结果的指导下,完成了系统实验光路的建立,实验结果表明,系统最大视场的平均畸变为0.385%。
成像系统 成像畸变 仿真建模 数字微镜器件 
光学学报
2019, 39(10): 1011003
王艳奎 1,2,*吴根水 1,2姬爽 2
作者单位
摘要
1 中国空空导弹研究院,河南洛阳 471009
2 航空制导武器航空科技重点实验室,河南洛阳 471009
本文以第四代红外成像空空导弹制导半实物仿真过程中导引头对变跟踪点红外图像仿真的需求为研究目的,在分析变跟踪点红外图像仿真需求与传统的采用固定跟踪点红外仿真图像差异的基础上,采用了全新的基于导引头光轴指向的变跟踪点红外图像仿真建模方法。该建模方法利用导引头伺服跟踪平台的实时跟踪参数和仿真战情参数建立了完整的变跟踪点红外图像仿真模型,解决了以往采用固定跟踪点红外图像仿真方法所导致的弹道末端红外图像仿真的原理误差,可满足第四代红外成像空空导弹导引头半实物仿真中红外目标和红外干扰弹图像变跟踪点的仿真需求。
空空导弹 变跟踪点 红外场景 仿真建模 air-to-air missile variable tracking point infrared scene simulation modeling 
红外技术
2018, 40(12): 1170
作者单位
摘要
1 国防科技大学前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
2 中国科学院软件研究所,北京 100190
3 国防科技大学前沿交叉学科学院,湖南长沙 410073
光学系统仿真软件Seelight是一款可以模拟光束产生、大气传输与自适应光束控制等光学系统的具有自主知识产权的系统仿真软件,为光学系统应用研究提供了有效的仿真工具。本文首先介绍了Seelight软件的基本构架、运行界面和主要模型库包含的模块,并利用自适应光学相关的基本模型搭建了自适应光学仿真系统,模拟了PZT变形镜模块和哈特曼波前波传感器模块构成自适应光学仿真系统通过校正光束大气传输的波前畸变来提高远场光斑的光束质量的过程。验证了在不同的湍流强度下,自适应光学仿真系统的校正效果随着湍流强度的增加,校正残差大幅增加。利用Seelight软件可以对包含自适应光学系统的各种光学系统进行仿真建模,并可以对系统进行有效的验证分析和优化设计。
自适应光学 仿真建模 验证分析 Seelight seelight adaptive optics simulation verification and analysis 
光电工程
2018, 45(3): 180077
作者单位
摘要
1 大连理工大学 精密与特种加工教育部重点实验室,辽宁 大连 116024
2 大连理工大学 物理与光电工程学院,辽宁 大连 116024
基于透明电介质的烧蚀率计算模型,建立了飞秒激光烧蚀石英玻璃的微槽截面形状仿真模型,并通过烧蚀实验验证了模型的可靠性。利用所建模型分析了光斑半径、脉冲能量和扫描速度等参数对微槽截面形状的影响规律。研究表明,减小光斑半径、提高脉冲能量或降低扫描速度均可以提高微槽的槽深和侧壁角;微槽的槽宽随脉冲能量的提高或扫描速度的降低而增大,但随光斑半径的增大,其呈现先增大后减小的规律,在脉冲能量为4 μJ、扫描速度为0.2 mm/s的条件下,槽宽在光斑半径为13 μm时达到最大值8.13 μm。
飞秒激光 石英玻璃 仿真建模 烧蚀形状 femtosecond laser quartz glass simulation model ablation shape 
红外与激光工程
2015, 44(8): 2243
作者单位
摘要
中国科学院上海技术物理研究所,中科院红外探测与成像技术重点实验室,上海 200083
目标红外辐射包含自发辐射和反射辐射两部分,通过理论建模对目标自发辐射和反射辐射起偏机理进行分析,并得出两者的叠加将会引入消偏。空间目标偏振特性不仅与表面材料、观测角等因素有关,由于空间目标处在一个变动的辐射环境下,在日照区和阴影区,反射辐射和自发辐射的能量分布情况会相差很大,因此空间目标的红外偏振特性也会有较大的变化。对在不同的辐射环境下对空间目标的红外偏振特性进行了建模仿真分析,最后在实验室条件下,对空间目标常用材料进行红外偏振探测实验,并对实验数据进行分析得出结论。
空间目标 红外偏振特性 仿真建模 space targets infrared polarization characteristics modeling and simulation 
红外技术
2015, 37(3): 200

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