16主动光学和自适应光学
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干扰条件下提高主动导引头目标截获能力的措施随着现代战争的不断发展和技术的不断进步,主动导引头(Active Seeker)的应用越来越广泛。
主动导引头是一种能够主动搜索目标并进行跟踪的导弹制导头,具有高精度、高效率、高可靠性等优点,被广泛应用于空中、海上、地面等各种战斗场合。
然而,在战斗环境中,敌方常常会采取各种干扰手段,使主动导引头的截获能力受到影响,给导弹的制导带来难题。
因此,如何在干扰条件下提高主动导引头目标截获能力,成为了一个重要的研究方向。
一、干扰形式及其对主动导引头的影响在战斗环境中,敌方会采取各种干扰手段,主要包括以下几种形式:1. 电子干扰:通过电磁波的干扰,使主动导引头无法正常工作,导致目标无法被截获。
2. 光学干扰:通过激光、红外等手段,使主动导引头的光学系统受到干扰,无法准确识别目标。
3. 声学干扰:通过声波干扰,使主动导引头的声学系统受到干扰,无法准确识别目标。
不同形式的干扰对主动导引头的影响也不同。
电子干扰对主动导引头的影响最为显著,可以使导弹的制导系统失去作用,导致导弹无法正常跟踪目标。
光学干扰和声学干扰对主动导引头的影响相对较小,但也会使导弹的制导精度受到影响,导致导弹无法精确打击目标。
二、提高主动导引头目标截获能力的措施针对不同形式的干扰,可以采取不同的措施来提高主动导引头的目标截获能力。
1. 电子干扰针对电子干扰,可以采取以下措施:(1)采用抗干扰技术:主动导引头可以采用抗干扰技术,通过加强电磁兼容性、增强信号处理能力等手段,提高主动导引头对电子干扰的抵抗能力。
(2)采用多波段制导:多波段制导是指在不同的频段上进行制导,可以避免单一频段受到电子干扰的影响,提高主动导引头的抗干扰能力。
(3)采用主动干扰:主动干扰是指主动导引头发射干扰信号,干扰敌方的电子设备,从而降低敌方的干扰能力,提高主动导引头的截获能力。
2. 光学干扰针对光学干扰,可以采取以下措施:(1)采用多光谱制导:多光谱制导是指在不同的波段上进行制导,可以避免单一波段受到光学干扰的影响,提高主动导引头的抗干扰能力。
2015中科院光学工程考研(南京天文光学技术研究所)参考书、历年真题、报录比、研究生招生专业目录、复试分数线一、学院介绍中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所于2001年4月25日由原南京天文仪器研制中心科研部分组建而成,1998年首批进入中国科学院知识创新工程。
中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所(简称:南京天光所)的前身中国科学院南京天文仪器研制厂始建于1958年12月,1991年更名为中国科学院南京天文仪器研制中心,1998年其科研部分和高技术镜面实验室首批进入中国科学院知识创新工程试点,2001年4月该部分组建成为现中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所。
南京天光所是我国专业天文仪器研制及天文技术研究和发展的重要基地,自其前身1958年成立五十多年来,为我国成功研制40多种门类齐全的天文仪器,包括Ⅱ型光电等高仪、太阳磁场望远镜、1.26米红外望远镜、2.16米天文望远镜、13.7米毫米波射电望远镜、太阳精细结构望远镜、多通道太阳望远镜、折轴阶梯光栅分光仪等中国天文观测的主要仪器,开展的天文望远镜光学的研究覆盖了天文光学的主要方面,至今仍在我国天文技术领域发挥着重要作用,同时为世界天文学发展做出了贡献。
迄今共获得国家、院部省级的各种奖67项。
其中,作为第一获奖(完成)单位,获国家科技进步一等奖1项、国家自然科学二等奖1项、国家科技进步二等奖4项、国家科技进步三等奖1项。
作为第二获奖(完成)单位获国家科技进步一等奖1项、国家科技进步二等奖2项。
另外还为美国、西办牙、日本和韩国等国家研制了30余台天文仪器。
南京天光所承担的国家大科学工程“大天区面积多目标光纤光谱望远镜”(简称LAMOST 项目)已竣工,通过国家验收,被评为“2008年度中国十大科技进展新闻”、“2008年度中国基础研究十大新闻”、“2008年度十大天文科技进展”,位居榜首。
LAMOST的建成,突破了天文望远镜大视场与大口径难以兼得的难题,建成了具有我国自主知识产权的、目前国际上口径最大的大视场望远镜,也是国际上光谱获取率最高的望远镜,成为我国光学天文望远镜研制的又一个里程碑。
地基大口径望远镜系统结构技术综述张景旭【摘要】The developing status of large aperture ground-based telescopes is reviewed in this paper.The significance of bigger apertures for telescopes and their main technological approaches are expatiated and the summary on appliance values of modern large aperture telescopes is given.Then,it introduces five kinds of modern typical large telescope systems,which represent the topmost technological level.The key structures and technologies of large telescopes about mount,telescope tubes,primary mirror supports and secondary mirror assemblies are disscussed.Finally,it summarizes the developing trends of the large aperture ground-based telescopes and points out that some of the optical systems in the telescopes have been changed from coaxial systems to off-axial systems,while they are better application prospects.%概述了地基大口径望远镜的发展状况,阐述了口径变大的意义及实现的关键技术途径。
第3章自适应光学概述及波面的数值模拟3.1 自适应光学的发展史自适应光学的基本概念是巴布科克(H.W.Babkoc)于1953年首先提出来的。
他提出用波前传感器来探测波前畸变的信息,再用任意变形的光学器件产生可控的光学相移,来补偿波前畸变。
1956年莱顿(B.Leighton)研制了补偿天文望远镜影像运动的一阶主动光学系统。
这个系统带宽为5Hz的由电磁控制的倾斜跟踪系统,补偿像晃动,得到了当时的最佳照片。
60年代初期,微波领域出现了对电磁波进行自适应控制的技术,1964年斯科尔尼克(M.I.Skolnik)和金(D.D.King)提出了“相位共轭”原理。
目前已成为自适应光学实现的基本原理。
对于相位共轭的原理,若存在相位误差的光场可表示为1iE E eφ=其中φ是由于扰动造成的光相位起伏。
自适应光学系统的作用是在系统中产生与入射光场共轭的调制2iE E eφ-=于是,上述两个光场叠加的结果使相位误差得以补偿输出近似平面波光场。
根据光学原理,一束无像差的平面波经理想光学系统后,可以得到达衍射极限分辨率的像。
自适应光学通常只是校正相位的误差,对于远场光斑的振幅没有影响。
在某些振幅误差也较大的场合,校正效果会受到影响,但是对于大多数的应用,仅仅是校正相位误差就已经满足实际的需要了。
1972年,B.Y.Zedovich观察到填充C S的光波导产生布里渊后向散射过程中展现12出一种极为奇特的性能。
如果将这一课引起畸变的原件放在C S盒的前面,畸变12被“消除”了。
这就使非线性光学的相位共轭现象(NOPC),利用它可以自动校正光波的波前畸变。
经过持续研究,前苏联学者们在其他受激非弹性过程,如喇曼散射和瑞利散射中也发现了相位共轭波,在这一领域中做出重要贡献的有亚里夫(Yariv)和赫尔沃契(Hellwarth)等。
这样,就出现了非线性光学式自适应系统。
目前这种系统只适用于发射激光等小范围,而且当前适用的非线性介质时间常数较大,限制了它的应用范围,目前只是停留在理论研究阶段。
重点项目各个学部情况数理科学部2014年度数理科学部发布84个重点项目领域,共收到申请281项,资助72项,资助经费25 350万元,平均资助强度352.08万元/项。
2015年度数理科学部拟资助重点项目68~78项,其中数学拟资助13~16项,力学拟资助15~18项,天文拟资助9~12项,物理Ⅰ拟资助16~19项,物理Ⅱ拟资助15~17项。
预计数学学科的平均资助强度高于280万元/项,力学、天文、物理Ⅰ、物理Ⅱ学科的平均资助强度高于360万元/项,资助期限均为5年。
以申请方向中的申请代码区分各领域。
为了进一步提高重点项目的水平和质量,要求申请人曾主持完成过国家级项目,研究队伍具有一定规模。
申请人必须在申请书的附注说明栏中填写所申请方向的名称,否则不予受理;填报申请书时一定要填写到细分的申请代码。
2015年度受理的重点项目申请方向如下:1. 编码与密码中的几何方法(A0101,A0102)2. 自守表示与算术代数几何(A0101)3. 量子群及其在数学物理中的应用(A0102,A0109)4. 复解析簇的前沿问题研究(A0103,A0105)5. 子流形与曲率流(A0103,A0104)6. 小波分析的理论及应用(A0105)7. 临界点理论及其应用(A0106,A0108)8. 算子代数理论及其应用(A0106)9. 具有随机现象的动力系统(A0107)10. 非局部动力系统(A0107)11. 流体边界层的数学理论(A0108)12. 退化椭圆偏微分方程及其应用(A0108)13. 随机树与随机图(A0110)14. 生物医学大数据的统计推断方法(A0111)15. 实际问题驱动的组合优化算法及理论(A0112、A0116)16. 无穷维随机控制理论(A0113)17. 易燃气体燃烧爆炸过程中自由界面形成与运动的建模与分析(A0114)18. 生物信息学中的数学理论与方法(A0114)19. 影像医学诊断治疗中的数学方法及理论(A0114,A0117)20. 复杂推理的逻辑基础及其量化模型(A0115)21. 网络设计中的图论方法(A0116)22. 复杂多源异构数据协同计算的数学理论与方法(A0117)23. 流形上偏微分方程的数值方法与理论(A0117)24. 多维非线性与不确定性系统动力学(A0202)25. 复杂系统动力学建模、分析与控制(A0202)26. 先进材料和结构的变形与破坏机理(A0203)27. 疲劳、断裂与结构可靠性(A0203)28. 多场条件下材料与结构的力学行为(A0203)29. 非定常复杂流动机理与控制(A0204)30. 船舶、海洋与海岸工程水动力学(A0204)31. 航空航天飞行器中的流动与推进机理(A0204)32. 人类健康与医学中的生物力学问题(A0205)33. 爆炸与冲击下材料和结构的力学行为(A0206)34. 复杂力学问题的计算方法与软件(A02)35. 实验力学新方法与新技术(A02)36. 环境演化与灾变中的关键力学问题(A02)37. 高端装备和先进制造中的关键力学问题(A02)38. 极端条件下的关键力学问题(A02)39. 能源与资源领域的关键力学问题(A02)40. 流固耦合力学理论与方法(A02)41. 第一代天体和宇宙大尺度结构的形成与演化以及宇宙学参数测定(A0301)42. 星系形成、结构与演化,星系际介质(A0302)43. 活动星系核及星系层次的剧烈活动(A0302)44. 银河系极早期天体和不同星族的结构与演化(A0303)45. 恒星形成、结构与演化,星际介质(A0303)46. 恒星晚期演化,致密天体及其相关的爆发现象和辐射机制(A0303)47. 太阳系天体及系外行星系统(A0303,A0304,A0307)48. 太阳磁场的精细结构、基本磁元诊断和性质、活动区磁场拓扑及演化(A0304)49. 太阳活动起源、动力学演化、多波段电磁和粒子辐射及其日地物理效应(A0304)50. 太阳大气的结构、加热和波动(A0304)51. 天体测量与天体力学基本理论和方法(A0306,A0307)52. 高精度天体测量参数测定与天文参考架(A0306)53. 空间和极端环境天文观测技术方法(A0308)54. 低噪声、阵列接收技术、数字信号处理及大口径射电望远镜技术(A0308)55. 主动光学、自适应光学、光干涉,大口径光学天文望远镜及焦面仪器新技术(A0308)56. 新能源中的物理问题(A0402,A0403,A0404)(1)新能源材料探索和物理研究(2)先进节能材料物理机制研究和器件物理(3)高效能量转换和存储中的物理问题57. 量子信息的物理基础(A0402,A0403,A0404)(1)量子态产生、操控及测量中的物理问题(2)量子纠缠和多组分关联的物理实现和度量(3)基于具体物理系统的量子信息处理和固体量子计算(4)量子模拟的理论、方案与实验58. 先进功能材料物理(A0402,A0404)(1)表面、界面、人工微结构物理(2)以自旋为信息载体的新功能材料与器件物理(3)智能材料的物理问题59. 受限或关联量子体系中的物理问题(A0402)(1)低维体系中的电、热及自旋输运(2)量子体系的维度与拓扑物性(3)微纳结构中量子态的超快/相干控制(4)关联电子系统中的新奇量子态及量子相变60. 软物质体系中的物理问题(A0401,A0402)(1)界面体系的结构、功能特性及调控(2)软物质微结构与相互作用(3)与生命科学相关的物理问题61. 物质结构和性质的计算与模拟(A0402)(1)新型功能材料的计算设计和物性预测(2)复杂体系、实际材料体系、极端条件下结构和性质的计算模拟62. 原子分子多体相互作用及其在极端条件下物理过程(A0403)(1)高温稠密等条件下的原子分子性质(2)高电荷态原子、高激发态原子分子及碰撞过程(3)原子分子多体关联效应的高精度理论与计算方法63. 原子分子体系量子动力学过程(A0403)(1)分子体系的多碎片关联及量子多体过程(2)超快原子分子过程与量子态演化操控(3)大分子及团簇体系物性及其相关量子过程64. 光电转换过程中的新物理与新机制(A0404)(1)人工微纳结构中光电转换新机理(2)太阳能应用中的高效光电转换问题(3)高效能量转换中的光物理过程65. 超快、超强光物理(A0403,A0404)(1)超快光谱技术及在物质科学中应用(2)超短激光脉冲整形与载波相位调控物理与应用(3)超快强光场下原子、分子、团簇行为66. 新型光源、新光谱物理与技术(A0404)(1)THz辐射源、光谱及其应用(2)光场时空调控新机理、新方法及其应用(3)高效发光及光谱调控67. 非线性光学前沿问题(A0404)(1)强相对论非线性光学(2)超快非线性光学新现象与新物理(3)弱光非线性光学过程68. 量子光学中的新现象(A0402,A0403,A0404)(1)受限光子–原子相互作用与腔量子电动力学(2)固态与人工结构中的量子光学问题(3)光场量子态的制备、操控与测量(4)量子光力效应(Quantum Opto-Mechanics)69. 新型声学换能器及其阵列(A0405)(1)声学换能器、阵列及其声场建模(2)新型声场及其成像、操控应用(3)新型声人工结构及复杂声场70. 海洋声场时空特性及其应用(A0405)(1)三维非均匀海洋环境中的声传播、起伏与散射特性(2)基于海洋声场时间、频率与空间相干特性的远程探测新原理、新方法(3)海洋声学层析新方法及其在海水声速快速预报中的应用71. 复杂介质中声的产生、传播、检测与作用理论(A0405)(1)声波与物质的相互作用及其效应(2)定量声学探测与评价的新理论和新方法(3)流固耦合系统的噪声与振动控制(4)生物医学超声新物理、新机制72. 自主创新实验技术的探索(A0401,A0402,A0403,A0404,A0405)(1)先进低维样品制备方法与技术(2)物性测量新原理与技术73. 量子与经典物理前沿基础理论研究(A0501)74. 统计物理与复杂系统前沿基础理论研究(A0501)75. 引力与宇宙学前沿问题研究(A0501)76. 标准模型及新物理的精密计算(A0502)77. –粲物理研究(A0502)78. 强子及强相互作用性质研究(A0502,A0503)79. 中高能重离子物理与新物质形态研究(A0503)80. 原子核结团态性质研究(A0503)81. 放射性核束物理研究(A0503)82. 中子物理、反应堆及其先进技术和实验方法研究(A0504,A0505)83. 核技术及其应用(环境、材料、生命科学)的基础研究(A0504)84. 核辐射防护及环境保护中的物理与关键技术问题研究(A0504,A0505)85. 加速器物理及其先进技术研究(A0505)86. 核探测及核电子学先进技术研究(A0505)87. 强激光等离子体和惯性约束聚变物理前沿问题研究(A0506)88. 磁约束聚变等离子体物理及诊断新方法(A0506)89. 低温等离子体物理及关键技术基础研究(A0506)90. 同步辐射先进技术和实验方法研究(A0507)化学科学部―十二五‖期间前4年,化学科学部对重点项目的支持在数量和资助强度上都有所增长。
自适应光学参数1. 引言自适应光学参数是一种用于调整光学系统中各个元件的参数以适应不同环境条件的技术。
它可以根据外界的变化实时地调整光学系统的焦距、光圈、曝光时间等参数,从而优化图像质量,提高成像效果。
本文将介绍自适应光学参数的原理、应用和发展前景。
2. 原理自适应光学参数的原理基于反馈控制系统。
它通过感知环境中的变化,如光照强度、物体距离等,将这些信息反馈给光学系统,然后根据反馈信号调整相应的参数。
常见的自适应光学参数包括焦距、光圈和曝光时间等。
2.1 焦距调节焦距是指镜头将平行入射的光线汇聚成像点所需的距离。
在传统相机中,焦距通常是固定的,无法根据实际情况进行调整。
而在自适应光学系统中,可以通过改变镜头与图像传感器之间的物理距离或使用可变焦镜头来实现焦距的调节。
根据外界环境的变化,系统可以自动调整焦距,以获得清晰的图像。
2.2 光圈调节光圈是指镜头中光线通过的孔径大小。
它决定了进入相机的光线量,从而影响图像的明暗程度和景深。
在自适应光学系统中,可以通过改变光圈的大小来调节光线的进入量。
当环境亮度较低时,系统可以自动扩大光圈,增加进入相机的光线量,从而提高图像亮度。
2.3 曝光时间调节曝光时间是指感光元件(如CCD或CMOS)暴露于光线下进行信号积累的时间长度。
在自适应光学系统中,可以根据环境亮度自动调整曝光时间。
当环境亮度较低时,系统会延长曝光时间以增加信号积累量,从而提高图像质量。
3. 应用自适应光学参数技术在多个领域都有广泛的应用。
3.1 智能手机摄影随着智能手机摄影技术的快速发展,人们对于摄影的要求越来越高。
自适应光学参数技术可以使智能手机的摄像头根据不同场景自动调整焦距、光圈和曝光时间,提供更加清晰、明亮和细腻的图像。
3.2 车载相机车载相机在交通监控、行车记录等方面起着重要作用。
自适应光学参数技术可以让车载相机根据不同路况和天气条件调整焦距和曝光时间,从而提供更加清晰和准确的图像信息。
地平式大口径地基望远镜主光学系统装调技术孙敬伟;王建立;陈涛;范李立【摘要】望远镜的装调过程对整个望远镜系统的精度具有至关重要的作用.本文扼要地叙述了地平式大口径地基望远镜系统的装调过程,描述了在整个视场要获得较好像质的工程方法,找出装调的一般规律,其方法主要适用于卡式和R-C式望远镜.装调过程主要包含针对系统的粗调和针对光学系统像差的精调.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2010(040)003【总页数】5页(P233-237)【关键词】地平式地基望远镜;装调;光学像差;彗差;像散【作者】孙敬伟;王建立;陈涛;范李立【作者单位】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,北京,100039;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033;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,北京,100039【正文语种】中文【中图分类】TH7511 概述随着主动光学和自适应光学技术的发展和进步,大口径地基光电望远镜展示出非凡的能力,除用于天文观测外,作为空间目标监视系统的主力设备还起着不可估量的作用。
目前全世界 2 m口径以上的望远镜应在百架左右,其中 3~6 m口径的望远镜有 20架左右,且主要以地平式望远镜为主,可见地平式望远镜的装调过程具有及其重要的作用,它的精度对望远镜未来的应用有很深的影响。
望远镜的装调过程主要包括:机构中机械轴的确定、镜子的支撑、整个系统的光轴等,实现以上过程需借助测微准直望远镜以及五棱镜等光学器件的辅助。
以欧洲南方天文台(ESO)的 VLT[1]为例,其装调过程主要包含以下过程:(1)粗调:该过程为针对主镜室和次镜室相对于望远镜旋转轴的机械调整过程。
主镜(M1)和次镜(M 2)分别固定于其镜室的中心。