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基于锁模激光源的色散光学角度传感器
摘要： 本文提出了一种新型光学角度传感器，该传感器采用锁模激光器作为光源，并利用准直物镜的色散效应来检测目标物体的角位移。在该方法中，从安装在目标物体上的反射镜反射的飞秒激光束中的每个光学模式通过准直物镜的色散效应相互分离，从而产生一组聚焦激光束，这些光束可作为测量目标物体角位移的标尺。通过检测光电探测器所获光谱中峰值频率的变化，即可实现微小角位移的测量。作为研究的第一步，本文开发了原型光学系统，并开展了一系列基础实验以验证该方法用于角位移测量的可行性。
关键词： 色散，角位移，角度测量，光学频率梳，激光自准直
更新于2025-11-28 14:24:03
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[IEEE 2018年第九届机械与航空航天工程国际会议（ICMAE）- 布达佩斯（2018.7.10-2018.7.13）] 2018年第九届机械与航空航天工程国际会议（ICMAE）- 基于空间图像合成系统的常驻空间目标条纹提取与角度测量误差分析
摘要： 为保持态势感知能力，天基可见光系统近年来在空间开发领域备受关注。由于天基传感器的角度测量精度对轨道确定极为敏感，有必要分析角度测量误差的影响因素，从而为空间传感器优化设计提供参考。本文开发了一套空间图像合成系统，为常驻空间目标检测与提取提供图像源。通过分析图像提取误差和观测平台姿态误差，得出在相同图像提取误差条件下，焦距和像素尺寸越大则角度测量误差越小的结论。相比卫星的位置与速度误差，姿态角误差对常驻空间目标（RSOs）的角度测量误差影响更为显著。采用大津算法与数学形态学方法后，可将常驻空间目标的角度测量误差控制在7角秒以内。
关键词： 驻留空间物体、误差分析、角度测量、空间态势感知、空间图像合成
更新于2025-09-23 15:22:29
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一款用于小角度测量的3D打印紧凑型干涉系统及所需手机应用程序设计
摘要： 提出了一种基于3D打印智能手机的干涉测量系统，并通过测量微小角度旋转验证了其可用性。所有必要的条纹处理和数据分析均在手机端完成，使用的是基于安卓平台开发的定制应用程序。本研究的主要目的是展示现代智能手机与3D打印技术在光学干涉测量中的应用潜力。该系统利用智能手机摄像头记录由载玻片上下表面反射光的光程差（OPD）变化形成的干涉条纹——载玻片的角位移会导致干涉光束间光程差产生可检测的变化，进而引起条纹图案改变。通过计算关键干涉参数，智能手机应用能精确测定微小角度旋转。该设计的干涉测量系统可准确可靠地测量低至0.02°的角度旋转，动态范围达-3.68°至3.68°。由于采用智能手机作为图像采集与条纹处理的集成平台，该干涉系统可视为适用于多种光学计量应用的真正便携式工具。
关键词： 智能手机、光学计量、干涉测量、角度测量、3D打印
更新于2025-09-23 15:21:21
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基于锁模飞秒激光二次谐波产生的新型光学角度测量方法
摘要： 本文提出一种基于锁模飞秒激光源二次谐波产生的新型光学角度测量方法，该方法利用了飞秒激光脉冲高峰值功率和高强度电场的独特特性。通过测量作为激光束轴线与附着于目标物体的非线性晶体光轴之间夹角函数产生的二次谐波强度来实现角度测量。理论模拟表明β-硼酸钡（BBO）晶体适合作为此用途的非线性晶体。作为研究的第一步，通过测量BBO晶体角度位移引起的二次谐波强度变化来验证所提角度测量方法原理的可行性，并进行了实验验证。
关键词： 角度测量，二次谐波产生，飞秒激光
更新于2025-09-12 10:27:22
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基于共光路补偿方法的激光自准直小角度测量
摘要： 本研究提出了一种共光路补偿方法，用于消除空气参数引起的激光束漂移，以提高激光自准直仪小角度测量的稳定性。该方法产生的测量光束与参考光束沿近似相同路径传播，使两束光的漂移量基本相等，从而可通过参考光束的角漂移充分补偿测量光束的角漂移。通过分析补偿原理并进行实验验证，在三种空气参数扰动条件下，补偿后100分钟静态测量稳定性优于0.193角秒，补偿率达到86.6%以上；补偿后50秒动态测量稳定性为0.227角秒，补偿率为53.6%。实验证实该方法对激光自准直测量具有显著效果。
关键词： 激光自准直、角度测量、稳定性、共光路补偿、漂移、空气参数
更新于2025-09-11 14:15:04