提要当轴对称傍轴光学系统可以用2×2矩阵描述时, 柯林斯(Collins)导出了相干光通过光学系统时与光学矩阵元素ABCD相联系的衍射场计算公式。该公式在很多情况下有效地简化了衍射计算,在激光传播的研究中获得了广泛应用。提出了三种计算柯林斯公式的方法并给出实验证明。

光子学——专业英语光束控制的逻辑分析.docx

主动相位控制的光纤激光阵列相干合成在提高输出功率的同时能够保证良好的光束质量，其关键技术在于光纤激光相干阵列的锁相控制。基于随机并行梯度下降(SPGD)算法的锁相控制方案不仅具有控制策略简单、系统结构紧凑的优点，而且通过算法性能评价函数和迭代参数的选取，能够对光纤激光相干阵列进行多种锁相控制，从而得到各种形式的阵列合成光束输出，实现与自适应光子锁相元件整列(APPLE)系统阵列的有效契合。理论研究并实验实现了基于SPGD算法的相位控制方案的同相相干合成锁相控制、合成光束主极大偏转控制和空心光束产生等功能，验证了基于SPGD算法的全电光束控制在各种形态光束控制中的可行性。

介绍了用于一对多激光通信组网控制系统的光斑跟踪闭环系统。在伺服转台位置闭环的基础上，讨论以ＣＣＤ相机为敏感器，以二维伺服转台为执行器的光闭环系统。介绍了跟踪系统的数学原理，研究了光闭环各环节的静态动态误差及开环闭环响应。在理论计算和数学仿真后，编写了闭环跟踪程序。采用经典ＰＩＤ控制与前馈相结合的控制算法，进一步提高了伺服带宽，保证了系统的稳定性。对星间激光通信的光斑位置进行了跟踪试验，结果显示跟踪误差为３σ≈１３６μｒａｄ，基本符合空间激光通信组网系统激光束的指向要求。得到的结果验证了控制策略的可行性，为多光束伺服打下了基础

设计了一种基于新型压电驱动器的快速扫描反射镜, 反射镜面尺寸为20mm×15mm, 具有大扫描角度范围(光学扫描角度范围可达±0.7°)和高扫描带宽(其一阶谐振频率为1872Hz)。反射镜基于一对新型的位移放大压电驱动器, 对机械结构进行了有限元模拟分析和数学建模, 测试了扫描反射镜的频响特性。用软件补偿压电驱动器迟滞效应和串联硬件陷波器抑制谐振相结合的控制方法, 提高了扫描器的开环扫描线性度, 实现了高频三角波扫描。设计了基于重复控制原理的数字比例积分微分(PID)控制器, 实现了精确的正弦扫描。测试结果表明该扫描器可以实现一维快速精确光学扫描控制。另外该扫描反射镜还具有体积小巧, 结构简单等优点。