上海市科学技术发展基金(046105004)
- 作品数：7 被引量：89H指数：5
- 相关作者：刘立人孙建锋徐荣伟李安虎张德江更多>>
- 相关机构：中国科学院上海光学精密机械研究所同济大学更多>>
- 发文基金：上海市科学技术发展基金国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：机械工程更多>>
- 大口径精密光束扫描装置被引量：4
- 2009年
- 高精度光束扫描、对准和跟踪是精密测控领域中的技术难点。基于棱镜偏摆角和光束偏离角存在百倍量级减速比的关系,提出采用级联正交偏摆双棱镜实现高精度光束扫描方案,并完成装置的研制,实现了大范围内精确控制光束偏转的要求。介绍装置的主要工作原理,给出设计指标和计算结果,接着介绍装置的机械结构、控制系统以及集成设计,分析前后棱镜变形和振动模态等问题,最后对装置进行试验标定。结果表明,扫描光束的俯仰角和方位角范围均达到1400μrad,光束的扫描精度优于0.8μrad,满足设计要求。装置的研制对于解决高精度的光学动静态跟瞄具有重要的工程意义。
- 李安虎刘立人孙建锋
- 关键词：光学器件光束扫描双棱镜
- 透镜自重变形引起波像差的有限元分析被引量：31
- 2005年
- 在用大口径、长焦距平行光管模拟激光远场特性时,其光组透镜在重力作用下的变形不能忽略,为了分析对出射光束质量的影响,采用有限元分析软件“ANSYS”建立了平行光管光组中400 mm平凸透镜的有限元模型,给出一种分析透镜轴向变形引起的波像差的方法,在不同工况下,计算了平凸透镜在重力作用下轴向变形的峰谷值和均方根值,对轴向变形量均方根值最小工况画出了透镜表面变形的等值线图,计算了350 mm通光口径内的波像差峰谷值和均方根值,对平行光管光组的波像差做出估计,验证了设计的合理性。
- 张德江刘立人徐荣伟李大汕
- 关键词：光学器件透镜平行光管波像差有限元分析星间光通信
- 大型干涉仪镜子的支承设计与温度变形分析被引量：31
- 2005年
- 在星间激光通信中,涉及对大口径衍射极限激光波面的检测,为保证测量精度,必须严格控制波面干涉仪镜子的自重和温度变形。采用有限元方法对大型干涉仪镜子在不同支承方式下的表面变形进行了分析,结果表明,接触角为180°的钢带支承是较好的支承方式,反射镜表面变形峰谷(PV)值仅为1.35nm,均方根(RMS)值为0.363nm。根据这一结论,设计了一个固定支承点与浮动支承相结合的超静定钢带支承结构。在该结构下,分析了镜子轴向、径向、周向的温度梯度效应,分析数据表明,镜子的热弹性变形远大于自重变形,建议采取一定的温控措施,并采用平均效应的方法降低热效应的影响。
- 徐荣伟刘立人刘宏展张德江
- 关键词：应用光学支承温度梯度有限元法
- 星间激光通信光束微弧度跟瞄性能检测装置的设计原理被引量：14
- 2006年
- 基于矢量折射定理,研究了透射光束通过双棱镜实现微弧度量级偏转的设计原理,解决了星间激光通信精跟瞄检测的难题。推导了正交双棱镜实现光束偏转的精确公式,提出以水平张角和垂直张角表达光束视场,并说明了单棱镜实现光束偏转的一般情况。根据设计指标和计算结果确定了棱镜的主要参量,进而对光束的偏转结果进行了数值模拟。最后的实验结果与模拟结果基本一致。结果表明:取棱镜棱角α为4°时,棱镜每旋转1′,透射光束变化约1μrad;分别控制双棱镜在其最小偏向角一侧小角度偏转,可以实现光束在水平方向和垂直方向500μrad范围内的精确扫描,装置的扫描精度可以达到0.2μrad。
- 李安虎孙建锋刘立人
- 关键词：光学器件数值模拟双棱镜
- 棱镜自重变形对波面影响的研究被引量：11
- 2006年
- 采用有限元方法分析了单棱镜在重力作用下三个典型位置的表面变形,对棱镜表面Φ425mm通光孔径轴向变形量进行Zernike多项式拟合,画出了相应的波差图,并确定设计方案·进一步选择Φ360mm口径光束对双棱镜在几种典型相对位置下进行光线采样、追迹,计算得到不同情况下由于双棱镜自重变形引起的总波差·
- 张德江刘立人孙建锋徐荣伟李大汕
- 关键词：星间光通信波像差轨道模拟器ZERNIKE多项式
- 精密光束偏离装置棱镜组件的光机热分析被引量：5
- 2006年
- 以精密光束偏离装置的棱镜组件为有限元模型,进行了光机热集成分析·对棱镜组件的结构强度进行了校核,分析了机械载荷作用下的镜面变形;通过模态分析,给出了装置的动态特性和镜面面形振动幅值的变化情况;最后对棱镜的热弹性变形进行了分析,对棱镜的光学性能进行了评价·结果表明:棱镜组件的最大变形在10nm量级,最大应力为0.403MPa,应力和应变相对于结构的准确度要求和材料的许用应力具有较大的裕度;前后棱镜组件的固有频率都大于550Hz,装置具有良好的动态性能;通过对比棱镜在热-结构耦合分析和机械载荷下的分析结果,说明热效应对棱镜表面变形的影响远远大于机械载荷的影响·装置使用时必须采取严格的温控措施·
- 李安虎孙建锋朱勇建徐荣伟刘立人
- 关键词：光学器件有限元星间激光通信
- 高准确度光束偏转装置的设计与分析被引量：5
- 2006年
- 基于矢量折射定理推导了光束经过正交双棱镜后的偏转表达式.给出了装置的主要设计参量;用数值模拟的方法分析了主要误差项,求出了总误差和实际准确度指标.结果表明,光束在水平张角及垂直张角500μrad内可实现准确度优于0.8μrad的偏转,偏离准确度主要受随机误差影响;反映到棱镜转角上的总误差为12.72arcsec,引起的光束偏离误差为0.365μrad,大于系统读数分辨率0.0387μrad,且小于光束偏离准确度指标0.8μrad.
- 李安虎孙建锋刘立人
- 关键词：光学器件星间激光通信双棱镜数值模拟
