摘要：为实现星光定向仪地面标定工作,同时满足辐射均匀性、特定辐照度和光谱三项模拟要求,提出了特定辐照度下均匀辐射的红外星模拟器光学系统设计方案。根据辐照度模拟要求和均匀辐照要求,建立光源系统辐通量传递模型,设计了满足辐射光谱要求的均匀辐射光源系统。结合星光定向仪和红外星模拟器的对接要求,设计了具有高成像质量的透射式准直光学系统。结合设计结果,利用Tracepro软件对光学系统进行建模,仿真分析光源系统辐射面和光学系统出口处的辐照度和辐照均匀性,并利用辐照计对光源辐射面辐照度和均匀性进行实验测试,验证理论分析的准确性。实测结果表明,光源辐射面的辐照度达到指标要求,辐照不均匀度为2.75%,满足红外星模拟器研制要求。

摘要：由于光电式日照计中散射辐射光电传感器的测量精度会严重影响日照计测量太阳辐照度的准确性,为降低散射误差,在室内检定时需进行较为准确的散射辐射模拟。通过对逐日时间尺度下辐射衰减率与各气象因子间的线性相关性分析,进行多元线性回归拟合后得出长春地区逐日水平面太阳散射辐射模型,并在室内检定系统中对水汽、尘埃等散射作用造成的辐射衰减进行了模拟,设计了室内散射环境模拟室。实验结果表明,水平面太阳日散射辐射量的拟合值与实测值匹配较好,实测值与拟合值均匀分布在拟合线两侧,相关系数(R^(2))在0.8以上,表明散射辐射模型效果较好。

摘要：星模拟器是为模拟真实的恒星物理特性而设计的,由于不同恒星的色温和星等不同,为了更真实地模拟恒星,需要星光光源模拟系统能够实现色温和星等大范围高精度可调。该系统由积分球、光源模块、控制模块以及光纤光谱仪构成闭环光源模拟系统。为保证出射光的均匀度,采用了溴钨灯和多种单色LED混光作为光源,用恒流驱动方式控制LED的输出亮度。引入量子行为粒子群算法作为光谱匹配算法,求解LED系数ai。随着迭代次数的增加,适应度函数的值达到最小,则色温和星等的模拟误差变小。经实验验证:实现了色温3 000、4 300、5 500、6 500、7 600、20 000 K的模拟,色温匹配误差优于±10%;模拟星等+2~+8.5 Mi可调,星等匹配误差优于±6%。

摘要：光电式日照计在晴天和多云等天气状况下测量散射辐射时因受其遮光设计的影响,结果可能会出现较大误差。为减小其测量误差,通过TracePro仿真分析四、六、八分遮光方案在不同天气下的反射直射辐射误差以及散射分布误差,得出尽管六分和八分遮光方案能更好细分探测天穹,但其遮光孔数量的增加会致使散射分布误差的修正难度增大。故本文针对四分遮光方案建立了散射分布误差修正模型,并通过模拟及实测验证了其有效性。修正后,总辐射传感器接收的散射辐射与散射传感器测量的辐射相关性显著提高,Pearson相关系数均在0.95以上,平均相对误差降低至4%以下。在实际测试中,光电式日照计的月累计误差由12.25%减少到了2.66%,测量精度得到了大幅提升。

摘要：为了满足现代红外探测器的性能测试与评估,基于DMD(数字微镜阵列)的工作原理,设计了一种工作在3~5μm和8~12μm双波段,具有大孔径、长出瞳距的红外双波段景象模拟器的光学系统。光学系统由照明系统、棱镜、DMD和投影物镜组成,其中照明系统采用双片式结构,其均匀性达到94%,通过采用TIR棱镜,有效地增加了系统能量利用率。系统焦距为200 mm,半视场角为2.5°,出瞳直径为90 mm,出瞳距为300 mm。最终优化结果显示在截止频率17 lp/mm处,光学系统长波红外MTF大于0.7,在截止频率17 lp/mm处中波红外MTF大于0.5,设计结果接近衍射极限,系统畸变小于0.05%,成像质量良好。

摘要：随着国内多晶硅产业的蓬勃发展,多晶硅主要副产物四氯化硅的环境污染问题日益突出。有效利用四氯化硅、减少环境污染是当前必须要解决的首要问题。探讨了目前多晶硅生产中副产物四氯化硅的利用途径。

摘要：针对传统数字光处理(DMD)投影仪镜头体积较大、像质不高以及无偏轴带来的使用不便等问题,基于完全非对称式反远距型光学系统初始结构设计了一款适用于对角线1.19 cm(1 920 pix×1 080 pix)的DMD投影仪镜头,解决了后工作距离长、畸变小、分辨率高等设计难点,用ZEMAX进行优化,并进行公差分析,结果表明,在工作波长459~618 nm谱段范围内,分辨率极限93 lp/mm(截止频率)处,其调制传递函数(MTF)在边缘视场优于0.4,全视场畸变绝对值≤1.1%,此设计结果具有体积小、使用方便、像质优良、结构紧凑等优势,符合实际使用要求。

摘要：为提高静态星模拟器对无穷远处星空的模拟精度以满足星敏感器地面标定需要,提出一种长出瞳距静态星模拟器准直光学系统的设计方案。首先结合星敏感器地面测试要求得到星模拟器技术指标,进而计算得到准直光学系统的设计参数,其次选取埃尔弗目镜作为初始结构,通过Zemax软件进行设计优化,主要针对系统的畸变进行约束,最终设计结果为:视场6°,焦距343.77 mm,出瞳距1000 mm,全视场范围内畸变小于0.0276%,MTF接近衍射极限,结合公差分析结果,表明系统成像质量较高且具备良好的稳定性。最后通过对静态星模拟器星点位置误差的计算分析,得到系统的星光出射精度优于6.16″,能够实现在长出瞳距下对无穷远处星空的高精度模拟。

摘要：为了提高静态星模拟器对“无穷”处恒星的模拟精度,通过研究准直光学系统对星模拟器测量精度的影响,提出了一种静态星模拟器对“无穷”远处恒星进行高精度模拟的光学系统设计方案。首先根据星敏感器的地面标定要求,得出星模拟器的光学系统设计指标参数,并利用ZEMAX软件设计出具有高成像质量的光学系统。最终设计结果为:焦距248.989 mm,光谱范围500~800 nm,有效通光口径65 mm,视场10°。然后对所设计出的准直光学系统产生的各像差曲线进行像质分析。结果表明,10°视场内的畸变值小于0.05%,各视场均方根半径均小于弥散斑尺寸,满足技术指标要求。最后采用徕卡经纬仪6100A对星点板上各星点进行测试,测试数据表明,星间角距误差优于10″,实现了对“无穷”远处恒星的高精度模拟要求。

摘要：星点质心检测是星模拟器检测技术中的关键技术之一,针对传统处理算法中运算量大、复杂度高、速度慢的问题,提出了一种基于FPGA的单星模拟器质心检测新算法。通过星图预处理和星点提取算法去除噪声,采用平方质心算法计算星点亚像素坐标,并设计了硬件体系结构,完成了高斯滤波、星点提取、质心计算等模块的设计,实现了星图流水化处理,提高了质心检测速度。测试结果表明,星点质心检测的误差小于0.1 pixel,可通过单次扫描无须图像缓存即可计算出质心坐标,极大地提高了处理速度,过程中无须消耗RAM存储器资源,大大节省了存储空间。