散焦光栅 matlab代码,散焦光栅测量光束漂移的光路设计仿真

第３４卷第２期２０１３年３月应　用　光　学Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　ＯｐｔｉｃｓＶｏｌ．３４Ｎｏ．２Ｍａｒ．２０１３收稿日期：２０１２－１２－０５；　修回日期：２０１２－１２－２５作者简介：高国昌(１９８２－)，男，江苏睢宁人，硕士研究生，主要从事光电测量技术研究工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｇａｄｙ２０１０＠１６３．ｃｏｍ文章编号：１００２－２０８２(２０１３)０２－０３１３－０６散焦光栅测量光束漂移的光路设计仿真高国昌１，２，龙　超２，司　磊１，景春元２ ( １．国防科学技术大学光电技术学院，湖南长沙４１００７３；２．西北核技术研究所，陕西西安７１００２４) 摘　要：传统的光束漂移量测量系统利用近、远场测量设备分别测量光束的平漂量和角漂量，结构复杂、实时性低。散焦光栅焦平面处正、负一级衍射斑的位置变化可同时反映光束的平漂量和角漂量，为验证该理论、搭建简化的测量系统需要对光路设计进行仿真。基于散焦光栅的成像机理，利用Ｍａｔｌａｂ软件构建了光束通过散焦光栅的成像模型，仿真结果与理论分析一致；最后对光栅和透镜等不同光路设计参数与最大漂移量测量幅值的关系进行了模拟。结果表明，在成像单元约１ｃｍ２、短焦透镜焦距约１２ｃｍ的条件下，为实现漂移量测量精度和可测幅度的最大化，散焦光栅需要离轴１５ｍｍ，散焦光栅与短焦透镜的焦距比为６。关键词：散焦光栅；光束漂移测量；仿真分析中图分类号：ＴＮ９２９．１　　　　　　文献标志码：Ａ　　　　　　ｄｏｉ：１０．５７６８／ＪＡＯ２０１３３４．０２０３００７Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｂｅａｍ　ｄｒｉｆｔ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｗｉｔｈ　ｄｅｆｏｃｕｓ　ｇｒａｔｉｎｇＧＡＯ　Ｇｕｏ－ｃｈａｎｇ１，２，ＬＯＮＧ　Ｃｈａｏ２，ＳＩ　Ｌｅｉ　１，ＪＩＮＧ　Ｃｈｕｎ－ｙｕａｎ２ ( １．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｏｐｔｏ－Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｄｅｆｅｎｓｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１００７３，Ｃｈｉｎａ；２．Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｎｕｃｌｅａｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉａｎ　７１００２４，Ｃｈｉｎａ) Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｒａｄｉｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｏｆ　ｂｅａｍ　ｄｒｉｆｔ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ａｌｗａｙｓ　ｎｅｅｄ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ａｔ　ｎｅａｒ　ｆｉｅｌｄ　ａｎｄｆａｒ　ｆｉｅｌｄ　ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｓｏ　ｔｈｅｙ　ａｒｅ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ａｎｄ　ｎｏｎ－ｒｅａｌ　ｔｉｍｅ．Ａ　ｎｅｗ　ｔｈｅｏｒｙ　ｏｆ　ｄｒｉｆｔ　ｍｅａｓｕｒｅ－ｍｅｎｔ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｌｏｃａｔｉｏｎ　ｃｈａｎｇｅ　ｏｆ　ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ　ｓｐｏｔ　ｗａｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｗｈｉｃｈ　ｗａｓ　ｎｏｔ　ａｐｐｌｉｅｄ．Ｆｏｒ　ｖｅｒｉｆｙｉｎｇ　ｔｈｅ　ｔｈｅｏｒｙ　ａｎｄ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ａｐｒｅｄｉｇｅｓｔｅｄ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｋｅｙｅｌｅｍｅｎｔｓ　ｎｅｅｄｅｄ　ｔｏ　ｂｅ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｉｍａｇｉｎｇ　ｔｈｅｏｒｙ　ｏｆ　ｄｅｆｏｃｕｓ　ｇｒａｔｉｎｇ，ｔｈｅ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆｂｅａｍ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｗａｓ　ｂｕｉｌｔ　ｂｙ　Ｍａｔｌａｂ．Ｔｈｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔ　ｗａｓ

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