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针对具有复杂微尺度凹槽结构的高硬度模具钢型腔难以加工的难题,提出了一种多工位组合电极电火花成形的新方法。以某种聚合物微流控芯片模具型腔为研究对象,选用NAK80模具钢为型腔材料,铜钨合金(W75%)为相应的微凸起结构电极材料并经由高速铣削加工。为降低加工难度及保障加工质量,对复杂微凸起结构进行分解,形成2组4工位组合电极;采用周铣、端铣交替进行的工艺使微凸起上表面的毛刺连续发生塑性变形从而减小和去...
研究了空间飞行器扫描伺服系统的高精度驱动控制技术。针对有效载荷对地面目标进行扫描时多要求其伺服系统提供高精度的低速性能,本文提出采用交流永磁同步电机直接驱动伺服系统,省去中间的减速器传动环节来提高伺服系统的驱动控制精度。伺服驱动控制系统用现场可编程门阵列(FPGA)作为高速信号处理芯片,提高信号的处理速度和控制精度;用高精度的绝对式光电编码器检测转动位置,提高位置检测和速度的精度;主电路采用功率线...
离轴抛物面镜像面扫描太赫兹光学设计
太赫兹 离轴抛物面镜 像面扫描 光学设计
2015/11/24
为了提高太赫兹成像速度，设计了一种像面扫描太赫兹快速成像系统。它为反射式单像素探测器成像，成像系统采用新设计的表面镀金的离轴抛物面镜结构以实现大口径、无遮拦、高反射率、高质量成像；反射成像系统光学设计F数为2.93，通光孔径为100 mm，视场为±1°，焦距为293.45 mm，成像窗尺寸为64 mm×64 mm，圆孔直径为2 mm，扫描采集16×16像素图像时间为0.1 min，32×32像素图...
苏州大学光电科学与工程学院马韬副研究员（图）
马韬 副研究员 光学设计 先进光学制造与检测
2015/11/13
2001年本科毕业于浙江大学光电系，2006年获得浙江大学光学工程博士学位，2006年9月至今在苏州大学光电学院工作。
大型光学载荷次镜调整机构优化设计及误差分配
空间相机 光学载荷 次镜精调机构 定位精度
2015/11/12
设计了一种用于大型光学载荷次镜在轨位姿精密调整的Hexapod型平台机构,并对其进行构型参数优化以及各支撑杆和上下铰点误差限的最优分配。建立了Hexapod平台机构运动学模型和静柔度模型,分析了主要结构参数对机构性能的影响。按照次镜精调机构性能要求,提出了定位精度指标和抗变形指标,建立了以构型参数为变量的优化目标函数,并利用遗传算法对两个单目标函数进行优化。利用加权分配法构造统一约束目标函数,利用...
根据高分辨率空间相机性能要求，设计了一种倒圆角直梁复合组成的双脚架柔性减振支撑结构。首先，根据某卫星结构要求初步设计了相机底部支撑结构，建立了以随机响应为目标的优化设计模型。利用尺寸优化设计了双脚架结构支腿的柔性环节，得到柔性环节最小厚度为2.5 mm。然后，对相机底部支撑结构进行了工程分析。分析结果表明，设计的支撑结构组件重量1.26 kg，基频达到1624 Hz。最后，对空间相机底部支撑结构组...
介绍了产生结构非线性的主要来源与接触理论,对平面反射镜组件建立了合理的有限元模型.利用接触非线性分析方法分析了小重锤(m=0.18 kg)在不同下落高度冲击销钉而对锥孔造成的法向压力;随后,将不同锥孔法向压力对镜面面形精度的影响进行了非线性和线性分析;然后,进行了空间平面反射镜的成像实验.分析与实验结果表明:采用非线性分析得到的面形精度比线性分析更接近实验值,非线性分析与实验值之间的最大误差为8....
离轴反射光学系统像差特性研究
矢量波像差 离轴反射光学系统 像差
2015/10/21
以轴对称光学系统的初级矢量波像差理论为基础,通过引入孔径缩放因子和孔径偏移矢量,获得了离轴反射光学系统初级像差特性。通过分析可知:离轴反射光学系统的初级像差依然由球差、彗差、像散组成。由于孔径缩放因子存在,离轴反射光学系统的波像差系数均有不同比例的减小,且轴对称光学系统的高级孔径像差会在对应离轴光学系统中引入较低阶孔径像差,例如轴对称光学系统未校正球差,对应的离轴光学系统除过球差外还将引入彗差、像...
三维激光雷达发射/接收共光路光学系统设计
激光雷达 扩束准直 高斯光学 发射/接收共光路
2015/10/5
针对空间三维坐标的测量需求,设计了3D激光雷达光学系统。系统采用发射/接收共光路的结构形式,以高斯光学为理论基础,采用Zemax光学设计软件进行仿真。该结构形式不仅提高了系统同轴度、减小外部干扰,而且简化了系统结构、缩小仪器体积。系统采用扩束准直结构,实现8倍扩束比。通过微小的调焦,调整发射光学系统的第一片和第二片透镜之间距离在28.203~14.671 mm之间变化时,实现了2~18 m的测量范...
LED小角度照明透镜的设计
几何光学 折射定律 LED 照度
2015/10/5
小角度照明一直是发光二极管(LED)走向通用照明需要亟待解决的问题。而透镜和反射器则是最常用的配光器件,所以针对LED使用的透镜或反射器的设计是目前照明领域研究的热点。采用几何光学理论计算透镜表面的点坐标,拟合形成表面,旋转拉伸成透镜实体。并以能够实现30°和45°照明的透镜为例,介绍了透镜的设计过程,并对透镜的性能进行了模拟验证分析。结果显示:这种透镜能够将光源的光汇聚到预先指定的角度内,光能的...
为了实现无遮拦、宽谱段、动态的局部高分辨成像,设计了一种局部高分辨率的离轴主动反射变焦系统。该系统将离轴主动反射式变焦理论和局部动态高分辨率成像理论相结合,实现了宽谱段范围内不同焦距处的动态局部高分辨成像。采用曲率半径可变的变形镜实现变焦,避免了传统机械变焦中复杂的机械运动控制,减轻了系统体积和重量并有效地保证了系统的宽谱段和大视场;通过对变形镜面形的控制,在不同焦距处实现了全视场内任意感兴趣区域...
高分辨率红外成像仪五反无焦主系统设计
光学设计 无焦系统 五反射镜 红外成像
2015/9/25
为提高多通道红外成像仪的空间分辨率,同时确保系统结构紧凑,具有良好的轴对称性,设计了应用于像方扫描主系统的主镜轴对称的五反无焦系统。论述了基于初级像差理论的五反无焦系统设计方法,由各镜面之间的放大率和遮拦比求解出了结构参数,利用初级像差系数求解出了反射面二次曲面参数,并且编制了初始结构计算程序。设计了一个入瞳直径1 m、视场5°×0.1°、工作谱段8~10 μm、口径压缩倍率10×的五反无焦系统。...
增大Bessel光束无衍射距离的凹透镜系统
光学系统设计 Bessel光束 凹透镜 光路优化
2015/9/21
根据传统轴棱锥法产生Bessel光束的原理和凹透镜的几何光学效应,设计并模拟了一套提高Bessel光无衍射距离的光学系统。利用凹透镜的发散特性,将其分别放置在轴棱锥的前方与后方,使用Math CAD软件进行模拟并与传统轴棱锥法进行比较,得出结论:在轴棱锥前方放置凹透镜使Bessel光的无衍射距离从244 mm增大至638 mm,同时增大中心光斑半径。在轴棱锥后方放置凹透镜使Bessel光的无衍射距...
以三棱柱阻流体为无移动部件阀,结合3D打印技术的快速一体成型特点,设计并制作了以压电振子为动力源的三棱柱阻流体无阀压电泵。分析了该无阀压电泵的工作原理、理论流量和振子振动特性,推导出了它的的流量表达式。利用有限元法对三棱柱阻流体的流阻特性进行了仿真模拟,由其内部压强分布及进出口流速情况,定性分析了三棱柱阻流体的正反向流阻大小。最后,使用3D打印机制作了该无阀泵的试验样机,并进行了流阻和流量测量试验...