摘要：在空间激光通信链路中,大气湍流、结构设计误差、平台扰动等因素为链路的精确对准和精密跟踪带来了困难。为提高激光链路的跟踪精度,首先对光斑跟踪过程中的影响因素进行研究分析,继而对跟踪算法做出改进。针对跟踪目标特性,设计了一种自适应模板目标相关跟踪算法,并搭建了基于粗精复合轴跟踪系统的实验平台,开展了实验验证。结果表明:与当前常用跟踪算法相比,该设计处理速度可达1 kfps,目标跟踪位置与真实位置基本重合,目标跟踪准确率高于98%,在处理速度、跟踪准确率与算法鲁棒性上均有较大提升,具有一定的实用性。

摘要：针对激光通信系统中影响通信质量的大气湍流光强闪烁效应的抑制问题,提出了一种控制闪烁方差的大气湍流抑制算法。基于闪烁方差的增益控制原理对抑制算法进行了理论分析,设计了一种带有闪烁方差控制的APD接收器,并在通信距离分别为500 m和900 m的外场进行了实验。结果表明,在通信距离500 m实验中,平均闪烁方差由0.032降低到0.0085,平均误码率由7.62×10^(-7)降低至1×10^(-12)。相应的,在通信距离900 m实验中,平均闪烁方差由0.050降低至0.014,平均误码率由1.69×10^(-6)降低至1×10^(-12)。以上方法能够有效抑制大气湍流所引起的光强闪烁,降低通信误码率,具有一定的研究意义和商业应用价值。

摘要：针对土壤中水、有机质、氮和无机元素等物质的检测手段,提出了一种有效的近红外光谱仪光学设计方案。报道了国内现有的检测现状,分析了现有检测仪器的技术特点。在此基础上,采用双波段覆盖和复合消像散相结合的方法,设计了近红外光谱仪光学系统。将复合消像散方法应用于近红外双波段光谱仪的设计中,双波段覆盖范围达900~2500nm,且全波段范围下光谱分辨率优于2nm,RMS值小于24μm,在奈奎斯特采样频率下,MTF值在10lp/mm时可以达到0.7以上。采用双波段覆盖和复合消像散方法可设计高分辨率的宽光谱近红外光谱仪,所设计的光谱仪系统可以满足土壤含量检测方面的实用需求。

摘要：为了施行较为复杂的微创外科手术,设计了医用三维电子内窥镜系统,对系统的工作原理、显示方式等进行了分析。该系统基于双目立体视觉原理,采用双CCD摄像机模拟人眼实现了机器立体视觉;利用Zemax软件辅助设计了双光路内窥镜光学系统;通过比较几种立体显示方式的优缺点,选择了无源偏振眼镜立体显示方法,该方法采用基于FPGA的时分制立体显示技术,左右图像以100Hz帧频交替显示,并与液晶调制屏同步,观察者佩戴偏振眼镜即可观察到清晰无闪烁立体图像。经临床试验表明:简化了的光学系统的电子内窥镜图像质量得到显著提高;图像帧频达到100Hz,无闪烁感,且无停顿、拖尾、扭曲和停滞等现象。该系统可广泛应用于微创外科手术中,并可作为腹腔手术机器人的显示系统使用。

摘要：介绍一种激光通信用车载桅杆的结构设计、受力计算和有限元分析,并在室外对架设在桅杆上的光端机的稳定精度和跟踪精度进行实验验证,以此证明该桅杆的可行性。

摘要：为了改善卡赛格林光学系统的视场,首次将衍射透镜成功地引入大视场卡赛格林光学系统的设计中并给出了设计方案。该系统在次镜后使用了三个校正透镜且第一个透镜的前表面具有衍射面。此系统能在4°视场内获得接近衍射极限的成像质量,各视场的波前差均小于1/4波长,光学传递函数接近衍射极限。设计结果表明,衍射光学元件对于改善卡赛格林系统的视场具有重要的作用,此设计方案降低了对加工工艺水平的要求,成本大大降低,使设计结构紧凑且具有良好的消像差特性,从而找到并实践了提高卡赛格林光学系统视场的新途径。

摘要：临近空间飞行器高速运动引起的气动光学效应对空间激光通信光学系统性能将产生影响。本文在研究了气动光学理论的基础上,采用计算机仿真方法,针对飞行高度、速度与光学系统像模糊之间的关系进行分析,结果表明激光通信光端机搭载临近空间平台时,在高度较低和超高音速飞行时,不能忽略气动光学效应的影响,在总体设计中必须加以考虑。

摘要：针对某工业产品在特定浓度粉尘的使用可靠性检测需求,本文设计了一种基于朗伯-比尔定律和labview虚拟仪器技术的粉尘浓度光电测控系统。在阐述其测控原理的基础上,搭建了测量和实验装置实物。通过称重实验对测控系统精度进行验证,结果证明系统满足1.8±0.2g/m3的粉尘浓度测控精度要求,本文所研究的测控系统的优点在于各控制参数精确可控,同时由于借助虚拟仪器技术,可视化程度更好。

摘要：随着工业自动化程度的提高,对实现工业现场设备的实时监控,完成工业现场信息与远程网络信息管理、共享的需求更加迫切。针对工业现场信息与以太网互联互通的问题,在研究TCP/IP协议基本原理基础上,将CAN总线数据转换为以太网数据传输,实现一种以STM32作为控制核心的CAN_Ethernet网关。该网关采用10/100M以太网控制器DM9000A作为物理层接口设备,利用RT-Thread实时操作系统的Lw IP协议栈(Light weight Internet Protocol)将CAN数据转换为适合以太网传输数据帧,并传送至TCP服务器,可以实现对工业现场远程监测、管理。经实验验证,该网关工作正常,能够为工业设备接入互联网提供参考。

摘要：采用非机械指向结构能够极大缩小空间激光通信系统尺寸与重量,由于现有器件性能局限,目前尚未见到成熟的非机械指向空间激光通信接收系统。提出基于正交液晶级联偏振光栅与四象限探测器的空间激光通信接收光学系统,利用了正交液晶级联偏振光栅体积小、口径大、偏转范围大,及四象限探测器接收角度范围大的优势,根据正交液晶级联偏振光栅与四象限探测器的理论与器件性能,设计了光学系统,分析了探测器噪声、背景噪声、系统噪声对于通信与入射角度测量的影响,计算了可实现的通信速率,给出了系统的最大响应角速度。