摘要：为满足对微弱荧光辐射探测的高信噪比、高光谱分辨率的探测需求,设计了日光诱导叶绿素荧光高光谱成像仪的成像电子学系统。基于选型互补金属氧化物半导体(CMOS),结合探测的需求,完成了控制模块以及通信协议解码模块的编写,进而完成整体CMOS成像系统的设计。控制部分选择并行数据处理能力强的现场可编程门阵列(FPGA),通信选择速度快、专为相机打造的Camera-Link协议,预期设计信噪比在31dB左右。该成像系统的设计为低噪声和高成像质量的微弱荧光探测系统提供了一个较好的方案。

摘要：为提高高空高速环境下机载光谱相机光学系统的成像性能，分析了飞行高度对光学窗口面型变形的影响，合理设计光学窗口厚度。基于有限元流固耦合、流热耦合模型，仿真高空高速环境下气动压力、气动热载荷对光学窗口的作用，分析了飞行高度对不同厚度光学窗口面型变形的影响；初步选择光学窗口厚度，利用Zernike多项式对该光窗面型变形进行拟合并输入光学软件，以MTF及波相差为评价指标，分析了光学窗口变形对光学系统成像性能的影响，最终确定合理的光学窗口厚度。结果表明：飞行器在5～30 km高空以3 Ma速度、5毅攻角飞行时，口径200 mm的光学窗口合理设计厚度为15 mm。为不同飞行高度范围光学窗口厚度的选择及优化提供了一定依据。

摘要：研制了一台高分辨率极紫外光谱仪,用于磁约束等离子体诊断。采用一块具有平场特性的全息球面变线距光栅作为分光元件,光栅公称线密度为1 ***-1,掠入射角为3°。一台可深度制冷、背照式面阵CCD作为光谱探测器,用机械快门控制曝光时间。通过CCD在光谱聚焦面的移动,可以记录的光谱范围为5～50nm。用Penning放电光源测试了光谱仪的性能;利用光源的标准谱线,进行了波长标定,波长精度为0.003nm,并计算出系统各参数的实际值;当入缝宽度设置为30μm时,在20nm附近,光谱分辨率达0.015nm,达到设计指标。

摘要：激光诱导击穿光谱(LIBS)技术是应用于冶金在线分析最具前景的技术之一。为了研究真空和高温条件下LIBS光谱特性和物质成分定量分析方法,设计并搭建了可实现真空环境高温熔融金属LIBS光谱测量的实验系统。系统以调Q Nd:YAG脉冲激光器为光源,采用不同焦距透镜实现激光聚焦和信号光采集,并利用光谱仪进行光谱检测,真空获取和高温加热通过真空泵和中频感应电炉实现,感应加热线圈通过陶瓷封接引线法兰与真空系统进行整合。经过安装测试,搭建系统在未加热情况下真空度可达1×10^(-4)Pa,加热温度可达到1 600℃,可实现真空环境下铁、铝等金属加热或熔融,并获得相应环境下的LIBS测量光谱。利用该系统进行真空和熔融条件下标准钢样品的LIBS实验,得到了固态钢样品LIBS光谱在不同真空度下的光谱对比,以及真空环境熔融态和固态钢样品光谱对比。通过对测得的LIBS光谱进行数据处理和理论分析,所得初步实验结果与现有研究结论相符合,表明该系统工作状况良好,可满足真空环境下的熔融金属成分分析研究的基本需求。

摘要：自主设计了低温吸收池其温度可以从室温到100K之间连续调节,在可调节温度区间内可以稳定在任意一个目标温度,温度的稳定性为ΔT<±1K。对低温吸收池内部结构作了详细的说明,并对温度的稳定性进行测试。用于测量1.65μm处甲烷低温吸收光谱,给出6 039.70cm-1处甲烷在296,248,198和176K低温吸收光谱的特性,并根据可调节低温吸收池的温度可调节性测量了甲烷吸收光谱在6 039.657 9cm-1处的自加宽温度依赖系数n。

摘要：通过抽运结构的优化设计，对YAG晶体的轴向吸收系数非均匀特性进行了补偿，实现了直径15mmNd：YAG晶体的轴向高均匀抽运。分析了轴向非均匀晶体吸收系数的影响，提出在控制抽运光中心波长的基础上，通过改变结构参数来补偿轴向吸收系数不均匀导致的抽运不均匀的方法。实验验证了轴向吸收系数为2．343～2．882cm^-1的Nd：YAG棒的均匀抽运优化方案。

摘要：为了解决在轨光学载荷地面试验振源模拟难的问题,设计了一种基于并联机构的多维微振动模拟平台,能够有效复现空间微振动分布频率宽、振动量级小的特点。首先,利用虚功原理和牛顿-欧拉方程推导了系统固有频率解析式,并结合设计指标进行构型优化。然后根据最优构型进行结构设计和优化,使得平台固有频率满足5~250 Hz的模拟带宽。最后,提出了一种基于传递函数的控制方法,验证了其正确性并对平台工作能力进行了求解。平台第6阶基频3.4 Hz,第7阶基频356 Hz,满足带宽要求;通过传递函数控制得到的输出与目标值之间最大误差为1.54%,说明该方法适用于平台的控制;上平台输出最大平动加速度为399.3 mg,最大角度扰动为1979.3μrad,满足指标要求。该平台具有模拟带宽大、高承载、振动量级小的特点,能够作为空间微振动地面试验振源模拟设备。

摘要：在CH4吸收光谱测量中,特别是低温吸收光谱测量中,分子吸收谱线的准确性测量十分重要,尤其是将所得的测量参数运用到地球大气以及外星球的遥感探测和模拟。HITRAN数据库中CH4给出的参数并不完整,同时还很不准确。为了对6 038～6 052cm-1波段的CH4低温吸收光谱进行测量,该文采用窄线宽的二极管激光器作为光源,结合自主设计的低温装置,测量了CH4的低能级能量和转动量子数,并与HITRAN 2008进行了对比,同时模拟了线强随温度的变化。

摘要：为了解决自适应光学视网膜成像系统结构庞大和像差校正幅值有限的问题,采取了用双压电片变形镜代替分立式变形镜的方法。设计和制造了针对自适应光学视网膜成像系统的双压电片变形反射镜,并进行了一系列的性能分析,在实际系统中获得了人眼视网膜血管和视细胞层的成像结果。实验结果表明其能够同时实现大幅值和高精度的像差校正,是一种较好的波前校正器。

摘要：强流氘氚中子发生器可用于模拟聚变堆中子环境,对于开展聚变堆包层材料相关实验研究具有重要意义.本文提出了一种用于1012n·s 1量级氘氚中子发生器HINEG(high intensity neutron generator)的旋转氚靶系统设计方案,并对其技术难点和强化传热方法进行了介绍.为考查该氚靶系统的传热特性,利用Computational Fluid Dynamics方法对冷却水层厚度、冷却水流速和氚靶系统旋转速度对靶面冷却的影响进行了分析,并对不同热功率密度下靶面的传热过程进行了研究.结果显示,大的水层厚度、大的冷却水流速和高的靶系统旋转速度有利于靶面的冷却,但水层厚度和水流速的变化对靶面传热影响较小.一定条件下靶面所承受的热功率密度不能超过某个限值.