摘要：星间激光通信中,由粗跟踪系统和精跟踪系统组成的复合轴系统完成了系统的大范围、高精度跟踪任务。对复合轴系统进行了基于Z变换的数字模拟以研究其带宽设计。根据计算的卫星轨迹和粗跟踪系统机械误差,得到了粗跟踪系统的带宽设计结果;给出了粗跟踪系统和精跟踪系统的配合工作关系;得到了精跟踪系统的带宽设计结果;最后研究了在中高频扰动下,复合轴系统的带宽设计。以上结果为星间激光通信中的复合轴系统控制系统设计提供了重要依据。

摘要：微卫星装载的新型监视传感器对空间目标成像,要求其望远镜简单,重量轻,成本低和快速实现。针对任务要求和当前技术水平,提出采用同轴三反射镜望远镜构型与使用新型材料相结合的设计方法。望远镜系统为同轴三反射镜构型,由3片非球面镜和1片45度全反镜组成,其性能优于两反,而设计与制造又相对离轴三反容易;使用诸如碳化硅和碳纤维复合材料等材料容易控制系统重量。望远镜采用管状外形,反射镜支撑采取周边支撑与背部支撑相结合的形式,使加工和装调较为简单。望远镜模装设计的调制传递函数大于0.2,重量小于5kg,满足微卫星星座平台装载空间监视传感器的关键设计要求。

摘要：　设计了一种可机械调谐的S波段相对论磁控管,该管采用由5个扇形腔和5个矩形腔组成的旭日型磁控管方案,通过小腔滑块移动实现调谐。利用等效电路法和高频场分析软件与粒子模拟软件分析了器件的性能。初步模拟结果表明:调谐相对带宽可达20%,当电压为650kV,磁场为0.6T时,全带宽内输出功率大于600MW,在大部分带宽内峰值功率大于900MW。

摘要：为减小温度对航空变焦距镜头成像质量的影响,设计了一种基于差动原理的被动消热结构。通过NXNastran有限元分析软件对变焦镜头在高温和低温两种工况下进行了热分析,利用消热原理及分析数据对变焦镜头4个组件进行了消热设计。对消热设计前、后的变焦镜头进行了消热结构耦合分析,分析结果表明变焦镜头经过消热设计后最大热变形量减小了0.03mm。利用泽尼克系数作为数据接口,将获得的热结构分析结果作为光学分析软件Code V输入,仿真出了消热设计前、后变焦镜头在+55℃时的光学传递函数曲线。和镜头设计传递函数值相比,消热设计前镜头在78lp/mm处传递函数值减小约0.2,传递函数值下降了50%,而消热设计后镜头传递函数值基本保持不变。仿真结果证实了消热设计的有效性。最后通过实验验证了仿真结果的正确性。

摘要：通过对离轴多程放大系统的光学设计的分析,并结合三大高功率固体激光装置的实际应用情况,指出在此类系统的光学设计中应重视抑制鬼点破坏和控制系统像差。设计的关键在于确定合适的透镜F数,并通过控制透镜的曲率半径和倾斜角度,在保证无鬼点破坏的情况下使得系统像差较小。

摘要：对高功率激光系统中使用的衍射光学元件(DOE)在束匀滑时产生的表面反射光场进行了模拟计算。计算表明,随着传输距离的增大,反射光由于干涉叠加会产生一定数量的光强极值点,有可能会对前端元件造成损伤。因此,在高功率激光系统应用中,有必要对元件进行一定角度的倾斜放置,从而使反射光偏离前端元件。通过模拟计算分析了衍射元件放置时,倾斜角度对各项束匀滑指标的影响,发现匀滑性急剧变差,并在实验上观察到了相应的定性结果。设计了相位补偿方法,以保证倾斜放置下衍射光学元件的束匀滑能力,并给出了相位补偿的数值模拟结果。

摘要：结合均匀照明相位器件的设计实例,介绍最新提出的基于迭代框架的优化方法,并应用该方法设计制作了16台阶的衍射光学元件并对其进行了测试,验证了设计原理及方法的正确性,且对加工中可能出现的误差进行了分析和讨论。测试结果验证了采用多台阶相位结构的设计方案能有效提高工艺宽容度。

摘要：在多程放大系统中,激光一般要经过腔反射镜两次,将变形镜置于腔反射镜位置能够有效提高其校正量。在某些多程放大系统设计过程中,为了降低输出端激光的像差,采用了90°旋转的"U"型反转器和变口径技术,激光两次经过腔反射镜的位置和坐标关系都发生了变化。采用数学的方法对这种情况下腔反射镜位置的面形解存在性进行了证明,并在带有90°旋转"U"型反转器的星光-拍瓦(XG-PW)装置上对腔反射镜位置大口径变形镜的应用进行了实验验证。理论和实验研究结果为后续大型激光装置的自适应光学波前补偿方案设计提供了依据。

摘要：模拟退火(SA)是解决复杂非线性优化问题的好工具,开发其并行性也成为近些年的研究热点和方向。针对衍射光学元件(DOE)的束匀滑应用,结合消息传递接口(MPI)并行编程方法,开发并实现了具有良好收敛效果和并行效率的SA算法。在8个中央处理器(CPU)的小型并行计算平台上进行了入射口径310mm、出射20阶超高斯0.4mm×0.8mm聚焦光斑的优化设计,使用不到原来1/6的时间就能获得比原串行算法更好的匀滑效果,从而验证了该并行SA算法的快速有效性。

摘要：讨论了粒子模拟中用时域有限差分(FDTD)法设计波导激励源的常见问题,并根据波的传播特性,提出一种模拟波导激励源的新方法,给出通用的计算公式,讨论了几种特殊情况下的算法修正。给出了2维柱坐标系下磁绝缘线振荡器(MILO)计算实例,结果表明:该方法能模拟较为复杂的波导激励源,并有效消除了激励源边界处的虚假反射,与传统波导激励源模拟方法比较,验证了该方法的正确性与优越性。