2009年第11期文章目次

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  • 1  光子晶体在隐身技术领域的应用研究进展
    许静 杜盼盼 李宇杰
    2009, 39(11):1133-1136.
    [摘要](514) [HTML](0) [PDF 961.03 K](1466)
    摘要:
    光子晶体是一类电介质材料周期性排列形成的新型人工结构功能材料,具有独特的调控光子传播的特性,在隐身技术领域具有重要的应用前景。本文主要介绍了光子晶体的基本特性以及在隐身技术领域的应用研究状况。
    2  用于果蔬内部品质无损检测的NIRS技术新进展
    杨春梅,李宁,赵学玒,汪曣
    2009, 39(11):1137-1141.
    [摘要](643) [HTML](0) [PDF 878.42 K](1430)
    摘要:
    文中对近红外光谱在水果和蔬菜内部品质检测研究中的最新进展进行了介绍,总结了光谱检测和光谱信号处理中新颖技术的应用及便携式检测系统的发展状况,分析了近红外光谱技术在果蔬内部品质检测中存在的问题和发展方向。
    3  基于探测概率曲线的探测灵敏度测试方法
    马娜,郭豪,雷萍,朱峰
    2009, 39(11):1142-1145.
    [摘要](446) [HTML](0) [PDF 785.48 K](939)
    摘要:
    相对于传统直接测试探测灵敏度的方法,提出了基于探测概率曲线的探测灵敏度测试方法,详细阐述了测试方法和步骤以及数据处理方法。按照上述方法,对某高性能激光探测接收机的探测灵敏度进行了测试,测试过程及结果表明,该方法在操作的简便性和测试结果的准确度上均优于传统测试方法。
    4  LD侧泵全固态Nd∶YAG/KTP高功率连续绿光激光器
    徐海萍,徐海燕,陈浩伟,陆宝乐,王思原,白晋涛
    2009, 39(11):1146-1148.
    [摘要](479) [HTML](0) [PDF 789.04 K](1397)
    摘要:
    报道了LD侧泵全固态Nd∶YAG/KTP高功率连续绿光激光器。泵浦组件为中科院半导体所生产的808 nm半导体激光器(LD)组件,由9个20 W的激光二极管组成(呈三角形等间距分布),最大泵浦功率为180 W。在平凹直腔的腔型结构下,当LD连续抽运3 mm×65 mm Nd∶YAG激光棒时,分别选用不同长度的KTP倍频晶体,实现了II类临界相位匹配腔内倍频,最终在泵浦电流22.5 A时,获得了最大功率为21.3 W的连续、稳定532 nm激光输出,输出不稳定度优于2%,光-光(1064~532 nm)转换效率为42.6%。
    5  红外热像检测在直升机维护中的应用研究
    杨小林,代永朝,谢小荣
    2009, 39(11):1149-1152.
    [摘要](452) [HTML](0) [PDF 1007.31 K](544)
    摘要:
    复合材料损伤检测是目前直升机地面维护中急待解决的难题。根据直升机定检要求,应用红外热像检测技术对其旋翼桨叶和复合材料蒙皮进行检测研究。在外部热激励下,由于内部热传导过程的不同导致对应表面温度场分布不均,使得红外热图像能够清晰显示出复合材料构件的内部结构特征或损伤。该技术检测快速且可视化操作,能为修理或更换方案的制订提供直观的损伤影像和参考数据,在直升机日常和应急维护保障中的应用前景广阔。
    6  基于可见-近红外光谱技术与BP-ANN算法的污水类型鉴定
    刘志霄,梁亮,俞晓莹
    2009, 39(11):1153-1157.
    [摘要](583) [HTML](0) [PDF 1.05 M](622)
    摘要:
    提出了一种基于可见-近红外光谱技术与BP人工神经网络(BP-ANN)算法快速进行污水类型鉴定的新方法。以FieldSpec3地物光谱仪采集了4种污水样品的光谱数据,共168份,随机将其分成校正集(132份)和检验集(36份)。分别采取全波段(400~2450 nm)与择取波段(400~1800 nm)两种方法建立模型进行分析。光谱经S.Golay平滑和标准归一化(SNV)处理后,以主成分分析法(PCA)降维。将降维所得的前9个主成分数据作为BP-ANN的输入变量,污水类型作为输出变量,建立3层BP-ANN鉴别模型。利用36个未知样对模型进行检验。结果表明:两类模型预测准确率均高达100%,且择取波段模型比全波段模型具有更高的预测精度。说明利用可见-近红外技术结合BP-ANN算法进行污水类型的快速、无污染鉴定是可行的,且波段筛选是优化模型的有效方法之一。
    7  不同产地小美牛肝菌的红外光谱聚类分析研究
    周在进,刘刚,任先培
    2009, 39(11):1158-1162.
    [摘要](469) [HTML](0) [PDF 1.03 M](556)
    摘要:
    同一种蕈菌子实体,由于外观形貌相似,凭传统外观形貌特征难以鉴别产地来源。用傅里叶变换红外光谱技术结合系统聚类分析了5个不同产地的63个野生小美牛肝菌子实体样本。结果表明,原始红外光谱在4000~400 cm-1总体特征相似,主要是由蛋白质、多糖等吸收谱峰组成,在1800~1000 cm-1范围不同产地样本的原始光谱存在微小的差异。对光谱进行一阶导数和二阶导数处理,用导数光谱进行系统聚类分析(HCA),结果显示,一阶导数光谱在1800~1000 cm-1范围按不同产地样本聚类效果较好,63个样本按5个不同产地很好地聚类,分类正确率达到了90.5%。结果提示傅里叶变换红外光谱结合系统聚类分析可以快速、方便地对不同产地野生蕈菌进行鉴别分类。
    8  γ辐射对碲镉汞光伏探测器的暂态损伤与永久损伤
    乔辉 廖毅 邓屹 张勤耀 胡晓宁 李向阳 龚海梅
    2009, 39(11):1163-1165.
    [摘要](507) [HTML](0) [PDF 772.69 K](568)
    摘要:
    利用60Co γ源对碲镉汞光伏探测器进行了辐射损伤研究,通过电流-电压测试方法对器件的辐射效应进行了表征。利用数值微分方法得到器件较大反向偏压下的暗电流与缺陷中心密度的关系更为明显。通过研究辐射停止后器件的暗电流随着时间延长的变化,认为碲镉汞光伏探测器的γ辐射损伤存在暂态损伤和永久损伤。将这一现象进行实际应用,可以延长工作于辐射环境中的红外探测器的使用寿命。
    9  红外激光辐照下光电探测器光谱响应度的研究
    徐立君 张喜和 蔡红星 李昌立 谭勇 吕彦飞
    2009, 39(11):1166-1169.
    [摘要](534) [HTML](0) [PDF 792.18 K](1074)
    摘要:
    响应度R是反映探测器性能的一项重要指标。当光电探测器被激光损伤后,其响应度R将会下降。文中探讨了强激光对光电探测器的损伤机理,对不同功率密度强激光作用下探测器的光谱进行了测量,研究了探测器在强激光辐照下探测器响应度变化规律。对光电对抗以及光电探测器的抗激光损伤研究具有一定的参考价值。
    10  亮孤子在升余弦变迹光纤布拉格光栅中传输特性的数值分析
    迎春,敖特根,林琳
    2009, 39(11):1170-1173.
    [摘要](518) [HTML](0) [PDF 845.31 K](889)
    摘要:
    在耦合模理论的基础上,运用有限差分法数值模拟了布拉格孤子在升余弦变迹光纤光栅中的传输以及孤子之间的相互作用。模拟结果表明,合适选择输入功率和初始脉宽等初始条件,可以实现升余弦变迹光纤光栅中孤子的稳定传输。输入两个孤子时,发现两个孤子之间的相互作用对它们的相对相位和相对振幅参数敏感。初始间隔较近的孤子对,随着它们之间的相对相位差和相对振幅参数的不同而发生相互吸引、相互排斥、交换能量等现象。
    11  极短脉冲光照下PSD位置测量公式的改进
    肖福磊,葛兴国,陶忠祥
    2009, 39(11):1174-1176.
    [摘要](421) [HTML](0) [PDF 782.46 K](597)
    摘要:
    介绍了Lucovsky方程及稳态情况下PSD的位置测量公式。以两面型PSD为例,给出了在极短脉冲光照下,基于PSD稳态公式的测量效果位置网格图。针对存在的误差较大问题,提出了一种积分测量方法,并给出了极短脉冲光照下,基于积分检测法的位置网格图。从图中可以看到,采用积分方法进行PSD位置测量具有很高的精度。
    12  480×6长波红外探测器的低噪声采集系统设计
    谢宝蓉,傅雨田,张滢清
    2009, 39(11):1177-1182.
    [摘要](443) [HTML](0) [PDF 1.69 M](1401)
    摘要:
    480×6长波制冷红外探测器是一款480列,6阶TDI的高探测器率的CMOS探测器。以此探测器为例,介绍了长波红外探测器采集系统的低噪声设计过程。着重解决了硬件电路在满足驱动的条件下如何降低噪声的问题,试验结果表明采集系统工作正常,且具有较好的噪声特性,在300 K黑体直接照射情况下,整个采集系统所测得的均值噪声为1.20 mV,信噪比可达到55 dB以上。
    13  激光调制法的热敏探测器时间常数测试系统
    何玲玲,简献忠,郭利辉
    2009, 39(11):1183-1187.
    [摘要](515) [HTML](0) [PDF 813.90 K](775)
    摘要:
    为了解决目前热敏探测器时间常数测试中存在的测试不方便,测量误差大的问题,设计了一种新型的热敏探测器时间常数测试系统。它用可调制半导体激光器替代黑体辐射源,通过VC调用MATLAB来实现图形的输出和时间常数的计算。实验结果表明该方法的测量精度很高,并且操作起来简单方便,为热敏探测器的时间常数测试和科研提供了有力的工具。
    14  基于声光偏转的载频相干探测研究
    何宁,蒋红艳
    2009, 39(11):1188-1192.
    [摘要](546) [HTML](0) [PDF 1.01 M](748)
    摘要:
    基于声光偏转和相干光探测原理,构建了频率测量系统。从改善空间光相干探测效率出发,提出一种将空间光经声光偏转后注入保偏光纤的信号处理方法,并具体讨论了如何利用准直-聚焦透镜的注入系统保证带宽内信号光的注入效率。实验结果表明,此测频系统能准确、实时测量信号的频率,在测频带宽内其截获率达到100%。
    15  小型化振镜扫描器电路设计
    李鹏,范璐璐
    2009, 39(11):1193-1197.
    [摘要](499) [HTML](0) [PDF 854.72 K](2990)
    摘要:
    分析了振镜扫描器的基本组成,建立了振镜扫描器伺服系统的理论模型,最后根据上述理论,设计了小型化振镜扫描器伺服驱动电路。
    16  采用TracePro进行中红外气体检测系统的光路结构设计
    安宇鹏,王一丁,李黎,曹峰,宋振宇,张宇
    2009, 39(11):1198-1202.
    [摘要](604) [HTML](0) [PDF 1.08 M](2000)
    摘要:
    大多数气体分子在3~5 μm的中红外区都有基本振动吸收谱带,采用中红外半导体光电子器件进行气体浓度的检测,具有灵敏度高、准确性好,稳定、可靠等优点。TracePro软件是一套普遍用于杂散光分析、照明系统分析以及光学系统分析的光线设计和仿真软件。采用TracePro软件设计了一个用于中红外气体检测系统的反射式双光程结构,并采用TracePro软件对光学设计进行了仿真与分析。通过TracePro的分析检查出设计中存在的缺陷与不足,对设计进行调整与修改,得到最优化的光学结构。
    17  球状光子晶体滤波器
    姜迎新 方云团
    2009, 39(11):1203-1205.
    [摘要](651) [HTML](0) [PDF 776.27 K](550)
    摘要:
    设计一种球状光子晶体滤波器,应用特征矩阵的方法研究了光波在其中的传播规律,发现它同其他光子晶体一样,存在周期性的带隙结构,与一维和二维光子晶体相比较,具有全方向的滤波功能。
    18  准周期光子的透射率对不同偏振态的波长和角度响应
    李文胜,付艳华,是度芳
    2009, 39(11):1206-1209.
    [摘要](458) [HTML](0) [PDF 823.50 K](507)
    摘要:
    利用传输矩阵法,计算了含左手材料的一维准周期光子晶体的透射率对P和S两个偏振态的波长和角度响应。结果表明:当入射角θ≤10°时,透射率对P和S两个偏振态的波长响应完全一致;而入射角较大时,上述响应有明显的差异,入射角越大,差异越明显。在5种单色光的入射下,其透射率对两个偏振态的角度响应,在入射角θ较小和较大的两个角区间内基本一致,且入射光波长越短,响应相同的区间越大。
    19  圆周型光斑模式转换器
    秦华
    2009, 39(11):1210-1214.
    [摘要](574) [HTML](0) [PDF 826.04 K](996)
    摘要:
    提出了一种圆周型光斑模式转换器——透明玻璃圆锥体,根据光的全反射原理论证了光在该圆锥体中的传输规律和对光束光斑模式的转换原理。利用光线追迹方法模拟了光在光斑模式转换器中的传输过程和对光斑模式的转换效果。结果显示圆锥体的顶角等于一系列特定值时,垂直圆锥体底面入射的光束经过该圆锥体后光束沿着其母线方向出射,在垂直于圆锥体轴线的平面上形成一圆周型光斑,其光能量全部集中在圆周上。圆周型光斑模式转换器还可以与透镜结合使用,只改变光斑模式而不改变光束的传输方向。该圆周型光斑模式转换器具有结构简单、容易制造、能量损失小等优点。
    20  LC-SLM调制传递函数的实验研究
    陈海云,施雪辉,许富洋,钱惠国
    2009, 39(11):1215-1218.
    [摘要](425) [HTML](0) [PDF 1009.45 K](1541)
    摘要:
    根据液晶空间光调制器调制传递函数的定义和测量方法,建立了测量LC-SLM调制传递函数的实验系统,对EPSON 0.9 in L3D09H-41C00型液晶空间光调制器的调制传递函数进行了测量,得到了调制传递函数曲线,并对实验测量结果进行了分析和讨论。
    21  具有分时背景抑制功能的单元电路设计
    周杨帆,谢亮,夏晓娟,孙伟锋
    2009, 39(11):1219-1222.
    [摘要](441) [HTML](0) [PDF 800.25 K](523)
    摘要:
    介绍了一种具有分时背景抑制功能的单元电路,该单元电路适合于大规模2D红外焦平面阵列。在减电流电路设计中,自级联管采用长沟道设计,工作在强反型区,各单元电路的减去电流不易受到工艺偏差的影响,有效地降低了具有分时背景抑制功能的单元电路间的背景抑制非均匀性(BSUN)。在背景电流为100 nA,积分时间为2.7 ms,减去电流为3.28 μA,构成自级联管的两个晶体管阈值电压的最大失配均为10 mV时,具有分时背景抑制功能的单元电路间的BSNU为3.310%。
    22  基于超顺磁聚类的复杂红外图像分割算法
    刘松涛
    2009, 39(11):1223-1227.
    [摘要](490) [HTML](0) [PDF 856.23 K](775)
    摘要:
    针对复杂红外图像分割问题,将非均匀Potts模型的热力学聚集运动看作是数据聚类,提出了基于超顺磁聚类的分割新算法。算法首先要指定控制系统的哈密尔顿函数,然后通过测量磁化率随温度变化的曲线来识别系统的不同相位,最后在超顺磁相位测量相邻自旋子的相关函数来将图像分割成子类。结合SW算法和Metropolis算法给出了一种新的产生马尔科夫过程的方法,该过程能够快速收敛于Boltzmann分布,从而降低超顺磁聚类方法的计算量。在复杂红外图像上的分割实验表明,新算法在收敛速度和分割效果方面都明显优于经典的SW算法。
    23  矩形和(椭)圆区域目标的分类识别
    朱殿尧 卞红雨
    2009, 39(11):1228-1232.
    [摘要](377) [HTML](0) [PDF 1.14 M](1384)
    摘要:
    研究了矩形与(椭)圆形区域目标的分类识别问题,详细阐述了区分矩形和(椭)圆形区域目标的方法和步骤。在二值图像中存在着不同角度和尺寸的矩形与(椭)圆形区域目标,通过两种目标的面积、周长与其边界框对应参数的关系很好地区分了矩形和(椭)圆形目标,并给出目标的中心位置、长度(或长轴长)、宽度(或短轴长)、周长、面积及最小惯性轴的角度等重要几何参数。该方法直观,且具有旋转、平移、尺度不变性。
    24  基于卡曼滤波与均值偏移算法的目标跟踪
    王宝荣 杨华 王一程 殷松峰
    2009, 39(11):1233-1236.
    [摘要](405) [HTML](0) [PDF 899.31 K](827)
    摘要:
    针对变化场景下的目标鲁棒跟踪,提出了一种结合均值漂移与Kalman滤波的跟踪算法。利用YCbCr特征空间进行目标描述,使用Kalman滤波对目标运动速度和空间位置进行预测。根据干扰的不同情况,使用不同的比例因子将两算法的跟踪结果线性加权得到目标的最终位置,并利用一种比较科学的模型更新策略,减轻了模型漂移的影响,视频序列跟踪结果表明,提出的方法能够稳定地进行跟踪。
    25  基于非抽样小波的红外小目标检测
    潘玉竹 黄顺欢 李迟生
    2009, 39(11):1237-1240.
    [摘要](472) [HTML](0) [PDF 1.03 M](649)
    摘要:
    在复杂背景下检测红外小目标,一直以来都是红外图像研究的重点和难点。在分析小目标红外图像基础上,提出了一种新的方法——基于UDWT变换背景抑制的检测方法,并与最近发展起来的小面型检测结果进行了比较,实验结果表明基于UDWT的方法有更好的检测能力。
    26  核典型相关分析的融合人脸识别算法
    王大伟 陈浩 王延杰
    2009, 39(11):1241-1245.
    [摘要](456) [HTML](0) [PDF 1001.93 K](1321)
    摘要:
    为了更有效地映射图像数据样本到可分类特征空间,提高分类正确率,提出了一种新的基于核函数的典型相关分析的融合人脸识别算法。该方法首先把图像矩阵通过核函数影射到核空间,然后从核空间的行和列两个方向进行特征抽取,同时避免分解映射后的数据矩阵,简化了数据运算,获得了更具鉴别力的分类特征。在Ohio州立大学的OTCBVS可见/红外人脸数据库中进行了分类识别实验,实验结果表明:该方法可以获得90%以上的识别正确率,优于其他的典型相关分析的人脸识别方法的分类正确率。此外,对不均匀光照变化,表情变化等人脸识别的常见问题具有很好的抵抗能力。
    27  基于连续型Adaboost算法和Cascade结构的红外人脸检测
    严超 王元庆
    2009, 39(11):1246-1250.
    [摘要](373) [HTML](0) [PDF 880.19 K](1248)
    摘要:
    自由立体显示技术中,人脸位置的探测与跟踪是关键之一。由于光照变化等因素的影响,对多人的脸部位置的探测很难达到快速、准确的目的。提出一种基于连续型Adaboost算法和Cascade结构的新方法。该方法采用红外主动照明模式,通过隔离可见光照,基本消除了光照变化对人脸检测造成的影响。新检测算法中Adaboost检测速度很快,Cascade结构可以检测那些难以识别的人脸,大大地提高了人脸检测的速度和鲁棒性。对视频流图像进行的检测实验中,没有出现人脸“漏检”,极少出现非人脸的“误检”。检测速度在Windows XP,Pentium IV,图片分辨率为640×480的条件下,可达25 f/s,完全达到了实时性的要求。另外,实验证明该方法对于人脸表情变化和人脸小角度倾斜也具有鲁棒性。
    28  测量粒子场的红外激光同轴全息技术
    钟杰,李作友,刘振清,朱鹏飞,叶雁,罗振雄,李军,翁继东,李泽仁
    2009, 39(11):1251-1254.
    [摘要](323) [HTML](0) [PDF 940.61 K](514)
    摘要:
    采用同轴全息技术诊断粒子场时,粒子尺寸过小会影响再现粒子统计的精度,而粒子场分布密度过大会影响全息图像的记录质量。针对可见光同轴全息中出现的微小粒子分辨和光透过率弱等问题,提出采用红外激光进行粒子场诊断的方法。数值模拟了红外激光与绿光激光记录小粒子的情况,分析结果显示:红外激光将小粒子的再现像放大,信息光增强,有利于小粒子的记录;实验验证了红外激光透过高密度物场的能力明显高于绿光激光。从而表明采用红外激光同轴全息技术进行小尺寸、高密度粒子场的实验诊断具有一定的优势。

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