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新型紫外波段星载太阳定标板漫反射特性测量

红外与激光工程 2023年第1期52卷 169-175页

作者：曾杰雄黄煜李占峰林冠宇李元中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049 中国气象局国家卫星气象中心北京100049

星载太阳定标漫反板的漫反射朗伯特性及其辐照衰减特性直接决定了空间遥感仪器在轨辐射定标长期的精度和稳定性。为保证紫外高光谱探测仪的在轨辐射定标精度,在介绍目前常用太阳定标漫反板材料的基础上,提出了一种新型的紫外波段漫反板... 详细信息

星载太阳定标漫反板的漫反射朗伯特性及其辐照衰减特性直接决定了空间遥感仪器在轨辐射定标长期的精度和稳定性。为保证紫外高光谱探测仪的在轨辐射定标精度,在介绍目前常用太阳定标漫反板材料的基础上,提出了一种新型的紫外波段漫反板备选材料:高纯度不透明熔融石英材料HOD,并比对测试了该新型HOD漫反板与传统铝制漫反板的漫反射朗伯特性和辐照衰减特性。结果表明,32个等效太阳时(32ESH)的真空紫外辐照后,HOD漫反板在290 nm衰减为7.5%,优于传统铝制漫反板的10%。并且铝制漫反板在290 nm附近的朗伯特性最大余弦偏差约为40%,而HOD漫反板约为10%。因此,新型HOD漫反板在紫外波段的漫反射特性优于传统的铝制漫反板,可提高空间紫外遥感仪器的在轨辐射定标的长期精度。

关键词： HOD漫反板铝制漫反板星载仪器辐照衰减漫反射朗伯特性

MoS_2基复合薄膜润滑球轴承在真空环境下的摩擦性能研究

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摩擦学学报 2008年第4期28卷 377-380页

作者：林冠宇王淑荣王立朋长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室吉林长春130033

分析了MoS2基复合薄膜润滑球轴承的润滑机制,研究了MoS2基复合薄膜润滑深沟球轴承在不同真空度下的摩擦力矩,在真空度4×10-4Pa条件下,对空间光学调制器支撑轴承进行1 a的工程试验,并采用扫描电子显微镜和能量色散谱仪分析轴承表面及工... 详细信息

分析了MoS2基复合薄膜润滑球轴承的润滑机制,研究了MoS2基复合薄膜润滑深沟球轴承在不同真空度下的摩擦力矩,在真空度4×10-4Pa条件下,对空间光学调制器支撑轴承进行1 a的工程试验,并采用扫描电子显微镜和能量色散谱仪分析轴承表面及工作区的形貌及其成分.结果表明:在4×10-4Pa下,轴承的摩擦力矩随转速增加而趋于稳定;空间光学调制器中MoS2基复合薄膜润滑球轴承在工作区内生成了转移膜,使得轴承的摩擦力矩变小,并实现了108量级的转动圈数.由此证明MoS2基复合薄膜润滑球轴承适用于真空环境中.

关键词：真空二硫化钼轴承摩擦力矩

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卸围压路径下斜长花岗岩声发射试验研究

卸围压路径下斜长花岗岩声发射试验研究

作者：林冠宇成都理工大学

学位级别：硕士

在金沙江上游叶巴滩水电站的前期勘察过程中,揭露了一类独特的地质现象,即“深部破裂”或“深部卸荷”现象。该地质现象在一定程度上制约了工程的运营与维护,同时制约了工程建设的发展与创新,导致额外的投资与工期的延长,给水利水电工... 详细信息

在金沙江上游叶巴滩水电站的前期勘察过程中,揭露了一类独特的地质现象,即“深部破裂”或“深部卸荷”现象。该地质现象在一定程度上制约了工程的运营与维护,同时制约了工程建设的发展与创新,导致额外的投资与工期的延长,给水利水电工程带来了巨大的挑战。在对现场实际情况的分析以及河谷演化的规律等综合考虑后,设计了符合坝址区实际工程条件的三轴卸荷试验,该试验符合河谷演化规律,同时对于隧道硐室开挖,深部矿山开采以及高边坡等同样适用。本文通过MTS815岩石力学试验机及PCI-Ⅱ声发射测试系统,对卸围压路径下斜长花岗岩进行声发射试验研究,主要获得以下成果:(1)根据岩石失稳破坏过程中的声发射振铃计数、能量计数随时间的变化规律,可将整个声发射过程划分为四个阶段:声发射静默阶段、相对稳定阶段、稳定增长阶段、加速跃迁阶段,划分的四个阶段能够较好的与岩石失稳破坏阶段相对应。同时水能改变岩石整个失稳破坏过程的声发射时间结构,即延长相对稳定阶段时间,降低稳定增长阶段时间。(2)基于声发射事件的时序特征,提出一种判别岩石失稳破坏前兆的新方法,即非均匀系数法。岩石整个失稳破坏过程其非均匀系数大体呈现―水平-降低-跃迁‖的变化趋势,从一定程度上反应了岩石内部裂纹扩展是一个渐进的过程,在接近破坏时,其非均性出现大幅跃迁逼近2,因此可将非均匀系数达到(接近)2作为判定岩石失稳破坏的一个重要衡量指标。(3)基于声发射RA值的变化规律,岩石失稳破坏过程即为剪切裂纹逐渐增加形成宏观破裂面的过程,饱水试样的剪切裂隙在时间上具有滞后性,同时水的作用制约了岩石声发射强度,削弱了岩石抵抗变形的能力,促使花岗岩由脆性向延性过度。(4)基于耗散理论探讨了能量加速释放(AER)下声发射能量的变化情况,r值和z值均小于1,说明花岗岩卸围压路径下失稳破坏过程中能量加速释放明显,并基于声发射参数建立了以r值为基础的岩爆判据,为判别岩爆指出了新思路。(5)结合声发射参数建立了以岩性条件、声发射参数、围岩条件、水文条件4个为主因素的岩爆综合集成判据。并以叶巴滩为例对所建立综合集成判据进行了论证,验证了该综合集成判据的准确性及适用性。

关键词：声发射 RA值能量加速释放岩爆综合集成判据

Alignment of optical axis parallelism in multi-axis system

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Chinese Optics Letters 2015年第13期13卷 44-47页

作者：王淑荣李占峰黄煜林冠宇杨小虎 Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics Chinese Academy of Sciences Changchun 130033 China

Alignment and testing of optical axis parallelism are the key problems in alignment of a nmlti-optical axis system. We propose a method which can adjust optical axis parallelism and single-channel wavefi＇ont aberration simultaneously in multi-axis imager. Firstly, the imager＇s installation base surface is adjusted to be perpendicular to the optical axis of the interferometer and remain motionless precisely by using theodolite. Then, according to the measurement principle of wave aberration with interferometer, each channel axis is adjusted to be parallel to the axis of the interferometer. While imaging quality in each channel is measured, alignment on each channel axis parallelism is accomplished. By this method, three-axis parallelism in annular three-channel imager is aligned. The accuracy of axis parallelism is up to 15＂, and the imager requirement （30＂） is satisfied. Feasibility and precision of this method are verified.

关键词： 120.4800 Optical standards and testing 120.3180 Interferometry 120.3930 Metrological instrumentation

一种长狭缝均匀色散的Dyson棱镜成像光谱仪

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光学学报 2022年第13期42卷 142-149页

作者：范纪泽李博叶新李寒霜林冠宇中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

国内外研究的Dyson棱镜成像光谱仪有自身像差较小、高透过率等优点。对Dyson棱镜式成像光谱仪存在的色散均匀性进行改进,通过分析不同材料棱镜的色散规律,选用了熔融石英及CaF2材料构成的消色差棱镜组,并采用超环反射面及透镜组校正其... 详细信息

国内外研究的Dyson棱镜成像光谱仪有自身像差较小、高透过率等优点。对Dyson棱镜式成像光谱仪存在的色散均匀性进行改进,通过分析不同材料棱镜的色散规律,选用了熔融石英及CaF2材料构成的消色差棱镜组,并采用超环反射面及透镜组校正其余像差。优化得到一种长度为80 mm的狭缝、色散较为均匀的Dyson棱镜成像光谱仪,同时采用双反物镜结构及拼接狭缝的手段达到总体200 km的幅宽要求。结果表明,在400~2500 nm波段范围及狭缝长度为80 mm的条件下,光谱分辨率为10 nm,光学系统设计值在25 lp/mm截止频率下,调制传递函数大于0.6。通过各波长色散后的像面光谱位置可以得出,在400~1200 nm范围内,色散曲线与拟合直线之间的拟合精度由单材料棱镜时的0.88提高到两种材料棱镜时的0.94,色散均匀性也得到了极大的改善。

关键词：光学设计成像光谱仪消色差棱镜 Dyson棱镜

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海面溢油的紫外辐射特性

光学学报 2020年第8期40卷 1-8页

作者：李羿轩李博林冠宇黄煜杨迪马岩中国科学院大学北京100049 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 北京跟踪与通信技术研究所北京100094

利用三个测量波段(290,320,355 nm),进行了海水目标及溢油目标(原油、重油、柴油、汽油、棕榈油)反射特性的室外实验,获得了探测目标的上升辐射强度和溢油-海水对比度与太阳高度角和方位角的关系曲线。结果表明,当太阳高度角为40°~60°... 详细信息

利用三个测量波段(290,320,355 nm),进行了海水目标及溢油目标(原油、重油、柴油、汽油、棕榈油)反射特性的室外实验,获得了探测目标的上升辐射强度和溢油-海水对比度与太阳高度角和方位角的关系曲线。结果表明,当太阳高度角为40°~60°时,原油-海水对比度为14%~44%,重油-海水对比度为15%~35%,汽油-海水对比度为12%~26%,棕榈油-海水对比度为15%~47%,柴油-海水对比度为3%~12%。说明联合三个波段,可以在不同太阳高度角和方位角下实现对不同油的探测和识别,表明紫外波段在海面溢油的早期探测和识别方面具有突出优势。

关键词：海洋光学溢油紫外探测太阳高度角太阳方位角海水-溢油对比度

120～180nm星载远紫外电离层成像光谱仪光学系统设计与研究

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光学学报 2011年第1期31卷 155-161页

作者：于磊曲艺林冠宇王淑荣中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院研究生院北京100049

针对目前国内对星载电离层成像光谱仪研究,设计了一种适用于120～180nm远紫外探测的光学系统,并开展了原理样机的研制工作。对比国外各种方案,分析其优劣性后提出了以离轴抛物镜为物镜,Czerny-Turner结构为成像光谱系统的方案。为解决传... 详细信息

针对目前国内对星载电离层成像光谱仪研究,设计了一种适用于120～180nm远紫外探测的光学系统,并开展了原理样机的研制工作。对比国外各种方案,分析其优劣性后提出了以离轴抛物镜为物镜,Czerny-Turner结构为成像光谱系统的方案。为解决传统Czerny-Turner结构像差校正不均匀、空间分辨率低等缺点,进行了像差理论的研究,并提出了处理方法。设计成功了视场角为4°,焦距为139.3mm,工作波段在120～180nm之间的星载电离层成像光谱仪系统。设计结果表明,全系统的像差得到充分校正,全视场全波段调制传递函数值在0.6以上,完全满足指标要求。将该方案与国外已有载荷进行对比,证明其工程实现性好,性能更为优越。

关键词：传感器成像光谱仪远紫外 Czerny-Turner结构像差校正

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高能激光反射镜热变形补偿

光学精密工程 2010年第8期18卷 1781-1787页

作者：冯志庆白兰张增宝林冠宇大连理工大学物理与光电工程学院辽宁大连116024 大连民族学院理学院辽宁大连116600 大连民族学院机电信息工程学院辽宁大连116600 中国科学院大连化学与物理研究所化学激光国家重点实验室辽宁大连116023 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室吉林长春130033

研制了一套由压电陶瓷驱动器、压力传感器、环状力施加机构和控制电路组成的反射镜动态热变形补偿系统用于补偿激光反射镜热变形球差。圆形反射镜在两个同轴不同半径的环形力作用下,其内环区域产生曲率可变的抛物面形变,由此补偿反射镜... 详细信息

研制了一套由压电陶瓷驱动器、压力传感器、环状力施加机构和控制电路组成的反射镜动态热变形补偿系统用于补偿激光反射镜热变形球差。圆形反射镜在两个同轴不同半径的环形力作用下,其内环区域产生曲率可变的抛物面形变,由此补偿反射镜热变形带来的球差项。对镜体进行了有限元数值计算,建立了变形量与沉积热量与受力的关系。采用口径为100mm,厚度为8mm平面反射镜进行了受力-变形以及辐照-受力-变形实验,利用干涉仪对面型进行监测。研究表明,在不同推力作用下,有效区域内变形始终保持抛物面形。给出了推力-面型变化曲线,在225N推力下,中心最大变形超过3μm。在不同热沉积量下,镜体中心位移和受力保持线性关系,力-变形系数为0.013μm/N。

关键词：高能量激光反射镜球差热变形热补偿

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空间望远镜次镜六自由度调整机构精密控制

红外与激光工程 2018年第7期47卷 231-238页

作者：杨维帆曹小涛张彬赵伟国林冠宇中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

为满足空间望远镜在轨主动光学控制需求,需要精密调整次镜相对于主镜的六自由度位姿,为此,针对6-PSS Stewart平台构型的次镜精密调整机构,设计完成了基于并联机器人关节空间方法的运动控制系统。以DSP和FPGA为核心处理器,编码器为反馈元... 详细信息

为满足空间望远镜在轨主动光学控制需求,需要精密调整次镜相对于主镜的六自由度位姿,为此,针对6-PSS Stewart平台构型的次镜精密调整机构,设计完成了基于并联机器人关节空间方法的运动控制系统。以DSP和FPGA为核心处理器,编码器为反馈元件,集成电机三相桥为驱动元件,设计完成了次镜六自由度调整机构的运动控制电路。基于次镜调整机构的顶层逆运动学模型和底层连杆控制系统,设计完成了次镜六自由度调整机构的运动控制算法,该方法参数易于调整,利于工程实现,满足空间运动机构高可靠性调整需求。试验结果表明,该运动控制系统能够满足全行程内0.7μm(位移)和3"(角度)运动调整精度需求,能够满足空间望远镜主动光学调整任务。

关键词：空间望远镜 Stewart平台逆运动学模型运动控制主动光学