摘要：为了实现光丝激光雷达系统的天基应用,开展了天基光丝雷达光谱仪光学系统设计,根据应用需求确定光谱仪光学系统构型主要由望远系统、狭缝、准直系统、平面光栅、成像系统构成;为了解决谱段宽可能引入的色差问题,光谱仪系统采用全反射结构设计;完成了光学系统与各项指标分析,通过设计可达到以下指标:光谱仪谱段范围为320~950 nm,光谱分辨率为2 nm,光谱仪最大色畸变为1.1μm(即0.07 pixel),3个像元内的能量集中度大于96%,光学传递函数MTF在3.7 lp/mm下可达到0.99。所设计的光谱仪系统可用于星载大气成分高分辨率光谱探测。

摘要：为有效解决平板毛细泵蒸发器向补偿室的背向漏热问题,本文设计了一种在材料选择和内部结构构型上显著区别于传统平板毛细泵的新型平板毛细泵.材料选择方面,本文采用低热导的氮化硅陶瓷毛细芯,其导热系数仅为2.7 W/(m K),显著增大了蒸发器与补偿室的热阻;同时氮化硅毛细芯孔径和孔隙率为0.5μm和70%,也明显优于传统金属毛细芯,有利于提升环路热管毛细传热极限.结构构型上,平板毛细泵外轮廓尺寸为82.0 mm×53.0 mm×16.0 mm,内部并列布置了8根柱状氮化硅毛细芯,柱状毛细芯外壁与蒸发器壳体内壁过盈配合,很好地解决了蒸汽槽道与补偿室的相互密封问题.试验测试了平板毛细泵环路热管的启动特性和传热性能.(1)水平姿态下,环路热管在5.0~20.0 W的启动负载下均能快速启动,且蒸发器无明显的过热现象;倾斜姿态时,环路热管在5.0 W启动负载下启动时间显著增长、启动温升明显增大,但启动负载加大至20.0 W后,启动特性恢复至水平姿态.(2)环路热管的传热极限和热流密度极限超过400.0 W和26.3 W/cm2,最小热阻值为0.018°C/W.

摘要：针对空间遥感器系统的发展演变,分析了遮光罩所用材料体系的变化情况,重点总结了高性能纤维增强树脂基复合材料在空间遥感器遮光罩中的应用情况。从工程化应用水平来看,目前尚处于在替代传统材料满足型号产品需求的较低阶段,本文简要归纳了其中存在的主要问题。针对蜂窝夹层结构、光阑结构、薄壁壳体结构等不同类型的空间遥感器遮光罩,本文介绍了其所适用的复合材料及其成型工艺。同时,结合材料选择、设计工艺性、工艺设计等工程化应用中的关键环节,作了尝试性地探讨,并对高性能纤维增强树脂基复合材料的实际应用效果进行了评价。最后,就未来空间遥感器系统的发展对材料工艺的需求作了展望。

摘要：为了准确计算采样式航天光学遥感成像系统中混叠噪声的权重和分析系统设计参数的影响,采用经验景物模型,模拟成像系统主要噪声源的统计特性,提出了一种含混叠的成像系统噪声计算模型。采用该模型,以某卫星高分辨率相机成像系统为例,计算混叠噪声功率占总噪声功率的百分比,并对不同λF/p参数和不同景物参数的情况进行了仿真。结果表明:该卫星高分辨率相机成像系统中,混叠噪声占较大比重;当提高λF/p时,可有效降低混叠噪声。

摘要：实验研究了输出镜为不同参数高斯镜时,偏心对LD泵浦Nd:YAG激光器的影响及激光器的输出特性。仅当光轴与激光晶体中心轴、Q开关中心轴一致,且经过高斯镜反射率中心时,可同时实现最大能量、最窄脉冲宽度和最小发散角输出。存在偏心时,高斯镜反射率半径越小或中心反射率越大,则能量下降越多,脉冲宽度和发散角增大越大。对于反射率半径为2.5 mm和中心反射率为30%的高斯输出镜,偏心0.5 mm时,能量降低7%,脉冲宽度增宽33%,发散角增大20%。激光性能方面,高斯镜反射率半径越小或中心反射率越小,光束质量越好,但效率低。综合考虑偏心影响和激光性能,反射率半径为2.75 mm和中心反射率为20%的高斯镜作为输出镜最佳。泵浦能量为984 mJ时,获得了能量128 mJ,脉冲宽度7.3 ns,光束质量M^(2)因子约4.6的1 064 nm激光输出,对应光光转换效率为13%。实验结果为激光器设计和装调提供了参考。

摘要：通过建立包含体布拉格光栅波长特性的速率方程模型,模拟了不同泵浦功率、体布拉格光栅中心衍射效率和带宽情况下,激光器的波长调谐特性,包括波长调谐范围、激光光谱、能量和脉冲宽度。实验搭建了以体布拉格光栅作为输出镜的激光二极管泵浦Nd:YAG/Cr^(4+):YAG激光器,测试了不同体布拉格光栅温度和泵浦功率时的激光波长、线宽、能量和脉冲宽度,实验结果和理论分析结果基本相符。在重复频率为10 kHz,脉冲宽度为40μs,峰值功率为10.7 W的矩形脉冲泵浦下,通过调整中心衍射效率为70%,带宽为60 pm的体布拉格光栅温度,获得了1 063.77~1 064.48 nm的波长调谐。当体布拉格光栅为50℃时,获得了单脉冲能量为109.5μJ,脉冲宽度为1.71 ns,中心波长为1 064.432 nm,线宽为38.3 pm,光束质量M~2因子小于1.2的激光输出。研究结果可为体布拉格光栅的应用、激光器的光谱分析及设计提供参考。

摘要：本文分析了固定波长激光掩星差分吸收技术的优点和不足,介绍了可调谐激光直接吸收光谱技术测量原理。分析了最优波长透过率与信噪比的关系以及测量误差与背景光干扰的关系。根据高灵敏度探测器的工作波长范围,选择了6 310.915 cm^(-1)、6 310.893 cm^(-1)、6 310.890 cm^(-1)、6 310.883 4 cm^(-1)作为吸收的工作波长,同时选择6 310.15 cm^(-1)作为参考波长,并对各波长的探测能力进行了仿真分析。通过仿真结果可知,在1 km垂直分辨率下,在5~35 km内CO_(2)浓度探测误差优于0.9%,7~42 km范围内的探测误差优于0.4%。该技术降低了系统成本和复杂度,有利于星载产品的设计和实现。

摘要：为了验证空间相机摆扫成像立体定位的可行性,考虑成像比例尺变化、摆扫角测量精度、摆扫角稳定度和摆扫角速度等影响因素,建立了以总体设计中影响定位精度的各指标为参数的空间相机摆扫成像几何模型,推导了基于误差传播理论的定位精度计算方法,并对平面定位精度和高程精度进行了仿真,提出了摆扫成像方式条件下提高定位精度的有效措施。结果表明,在成像幅宽较大时,单线阵摆扫成像线阵长度较小情况下和双线阵推扫成像线阵长度较大情况下,可达到相近的定位精度,提高摆扫角测量精度、摆扫角稳定度及时间同步精度,可提高平面定位精度。摆扫成像立体定位精度仿真方法适用于大幅宽成像遥感卫星定位精度指标分配。

摘要：研制了全光纤相干激光测风雷达系统,该激光雷达系统采用光纤激光器同步触发并发射人眼安全的1.5μm激光信号,通过全光纤环形链路设计、高像质收发镜头与光楔垂直向上可扫描空间圆锥45°范围,采用双通道高可靠数据采集与处理模块实现对中低空三维矢量风场处理与反演。为满足激光雷达在户外高低温环境(−25℃~40℃)工作的适应性,对激光雷达系统热源模块进行了系统模型仿真,通过设计并研制热控模块和制冷模块,实现高低温环境工作的可行性。通过激光雷达在室内实验与室外风场标定实验,该激光雷达可测量最高风场高度3 km,风速精度优于0.36 m/s,风向精度优于±5°。

摘要：遥感卫星分辨率日趋精细,相机口径不断增大,受限于运载器直径对刚性遮光罩系统尺寸约束,柔性展开遮光系统在遥感器上逐渐应用,空间柔性展开结构在轨工作状态对于主任务判定有重要作用。报道了一种展开状态红外感知系统,应用于我国高分七号相机遮光罩系统在轨展开状态监测。首先介绍了高分七号双线阵相机及其遮光罩系统设计,分析了展开状态红外感知功能的特殊要求和约束。提出了一种利用"豆荚杆"作为传输通道的基于红外光线传输阻隔特性的新型展开状态感知方法,系统包含了红外光线产生系统与接收系统,采用红外光线产生系统发射的890 nm波段光线作为信息载体,经空间柔性展开结构"豆荚杆"通道后由红外光线接收系统转换为电信号,通过对电信号处理得到柔性结构展开状态信息。系统具有无动作机构部件、无较大能量消耗及数据带宽要求小等优点,对原有展开过程基本不产生影响。通过理论分析证明了该方法的可行性,试验验证了该方法中红外光线产生系统光功率、红外光线接收系统光电晶体管阵列上拉电阻以及工作温度等参数对展开判定准确性的影响。通过试验得到,现有展开状态红外感知系统的红外光线产生系统光功率参数大于25 mA、红外光线接收系统上拉电阻特征参数大于15 kΩ是系统工作的理想包络。在温度交变环境下,当红外光线接收系统上拉电阻特征参数不大于50 kΩ时,展开状态红外感知系统在125℃以下温度环境中能够有效的判定遮光罩系统的状态参数。为同类型柔性遮光罩系统监测方案设计及在轨温度交变环境下应用策略提供了试验数据基础,具有广泛前景。