光学精密工程

光学精密工程 光学精密工程
  • 主编:张学军,曹良才
  • ISSN:1004-924X
  • eISSN:2097-3209
  • CN:22-1198/TH
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
    • 中国仪器仪表学会
  • 出版周期:半月刊
  • 电话:0431-86176855
  • 邮箱:gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
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Volume 34 期 14,2026 2026年第34卷第14期
  • 现代应用光学

    张战飞, 郝歌扬, 支冬, 孔荣宗, 胡守超, 吴国俊, 黄龙

    DOI:10.37188/OPE.20263414.2125
    摘要:聚焦纹影技术能够捕捉和测量单层流场区域的横向结构分布,在流场可视化和流场参数测量中扮演着重要角色。为了保证聚焦纹影系统在超高速环境中的流场测量效果,本文从来流马赫数、激波角等流场特性参数出发,推导了急剧聚焦深度和气流偏折角之间的关系,结合系统测量需求确定灵敏度、急剧聚焦深度和分辨率指标的取值范围。在此基础上,立足聚焦纹影成像原理及光路特点,进行系统参数优化,提升系统性能。针对源格栅-刀口栅成像及不同物距下的流场目标成像设置多重结构,实现了Φ300 mm视场大口径聚焦纹影系统的设计。对装调完成的聚焦纹影系统进行检测,物距变化范围1 m的情况下,系统对测试区成像分辨率均达到了23 lp/mm以上,急剧聚焦深度均在35 mm以内。利用该系统对高速动态流场画面进行拍摄,显示效果良好。测试结果表明,所设计光学系统能够满足流场密度的精细化观测需求。  
    关键词:流场密度;聚焦纹影;马赫数;急剧聚焦深度;优化设计   
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    更新时间:2026-08-03

    蔡志为, 刘雨欣, 于望竹, 孙晓云, 蔡子慧, 孔鑫杰

    DOI:10.37188/OPE.20263414.2136
    摘要:针对大型结构静力试验中关键位置定位效率低、精度易受制造偏差及多源测量不确定度影响的问题,提出多源异构测量融合定位与映射方法。在统一空间测量框架下,引入多设备协同机制与不确定度加权融合策略,实现激光跟踪仪、三维扫描仪及激光投影仪的协同测量;结合多站位点云拼接技术构建高精度实体模型,改进基于面片密度的动态邻域搜索算法并开发位置修正软件,实现制造偏差的自动补偿;构建端到端不确定度传递模型,通过蒙特卡洛方法对误差传播过程进行验证。在面片数量为66 613的模型测试中,改进算法使邻域面片检索量减少38%~45%,计算时间缩短至18.2~20.5 s,效率提升17%~26%;基于200个测量点的高密度试验结果表明,定位最大误差为0.454 mm,平均误差为0.400 mm,较传统人工定位方法显著降低;重复性试验合并标准差为0.178 mm;在3~10 m测量范围内定位误差保持在1 mm以内;不确定度分析结果显示系统合成标准不确定度约为0.42 mm,与试验结果基本一致;200点定位场景下总定位时间由1 277 min降至95 min,效率提升超过100%。该方法在保证高精度的同时显著提升定位效率,并通过不确定度建模实现了测量结果的可解释性与可溯源性,在不同材料、结构及测量距离条件下均表现出良好的稳定性、适应性与工程应用潜力,可为大型复杂结构试验中的高精度快速定位提供有效技术支撑。  
    关键词:多源异构测量;融合定位;不确定度传递;位置修正;大型结构;应变片定位   
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    更新时间:2026-08-03

    宫之凡, 侯一冰, 曲直, 荆鑫, 侯森浩, 李岩, 霍卓玺, 殷恺琳

    DOI:10.37188/OPE.20263414.2151
    摘要:分布式光学干涉探测系统涉及多层级执行机构,各分系统指标难以有效衔接。针对该问题,本文提出一种基于几何模型的光学共相控制系统指标分解方法。基于光路几何特性,构建“1个合束器、2个集光器”构型的分布式探测器系统光路矢量模型,分析卫星平台-载荷构成的多级控制系统的误差传递链路与分系统间指标的映射关系。根据实际工程中的卫星平台位姿控制偏差范围,进行误差传递过程的静态指标分解与灵敏度分析,并根据指标对载荷各执行机构的闭环控制目标进行定量分析与数值仿真。仿真结果表明,在卫星平台位置偏差≤5 cm、姿态偏差≤5"、平动速度≤1 mm/s、转动速度≤1 "/s的工况下,依据本文指标分解结果构建的多级递阶控制方案可实现共相误差稳定收敛,最终指向和光程差控制精度分别达到0.01 "与10 nm量级,满足光学干涉要求,为同类分布式探测系统的控制层级划分、控制目标与指标分配提供了分析路径与方案参考。  
    关键词:分布式光学干涉;共相控制;指标分解;几何模型   
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    更新时间:2026-08-03

    李猛, 蔡永明

    DOI:10.37188/OPE.20263414.2166
    摘要:为了更全面深入地考虑跑道视程(RVR)测量的影响因素,填补非均匀大气下RVR散射作用修正的研究空白,本文围绕低能见度条件下大气非均匀性与多次散射对RVR测量修正的影响机制展开研究。首先,建立分段非均匀大气模型,结合消光系数与能见度经验关系,根据Koschmieder定律和Allard定律计算RVR;其次,引入多次散射修正,分析其对两种定律响应关系、边灯与中线灯转换以及运行类别(CAT)判定的影响;最后,利用实测激光雷达回波数据反演消光系数廓线,对分析结果进行验证。结果表明,在水平非均匀大气条件下,相比原始值,引入多次散射修正后:递增雾场的RVR报告值平均降低428 m,CAT I/II类别边界向跑道近端回退107 m,纠正了原始结果中类别边界向远端偏移的偏差;递减雾场的RVR报告值平均降低79 m,运行类别从原始结果中全段维持CAT I恢复为CAT II向CAT I过渡的真实趋势。综上,多次散射修正可有效消除RVR的系统性高估,使运行类别判定回归合理水平。该研究可为低能见度天气条件下机场运行保障中的RVR评估提供参考。  
    关键词:跑道视程;多次散射;非均匀大气;测量修正;激光雷达   
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    更新时间:2026-08-03
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