2009年第12期文章目次

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  • 1  光子晶体的研究进展
    艾桃桃
    2009, 39(12):1257-1262.
    [摘要](563) [HTML](0) [PDF 934.68 K](1250)
    摘要:
    光子晶体是一种具有光子带隙的周期性电介质结构,落在光子带隙中的光不能传播。由于其独特的调节光子传播状态的功能,成为实现光通讯和光子计算机的基础。光子晶体的制备是发展光子晶体的关键,而可见光和近红外波段光子晶体的制备更是难点。本文阐述了光子晶体的概念及其特性后,分别介绍了光子晶体的实验研究和应用研究。实验研究重点介绍了光子晶体的制备方法。应用研究重点介绍了单模发光二极管光、光波导器件和微波天线等。
    2  强激光辐照硅光电探测器的损伤判别研究
    徐立君,张喜和,蔡红星,李昌立,谭勇,刘丽炜,毕娟
    2009, 39(12):1263-1266.
    [摘要](475) [HTML](0) [PDF 983.69 K](1009)
    摘要:
    光电探测器的激光损伤阈值是激光与物质相互作用的一个重要研究内容。论文在概述激光诱导光学元件损伤判断方法的基础上,研究了强激光辐照下,探测器响应度变化与被损伤程度的关系,提出了根据响应度变化判断探测器损伤程度的观点,实验研究证实了这种方法的合理性和可行性。
    3  高重复频率卫星激光测距实验研究
    张忠萍,吴志波, 张海峰 ,陈菊平, 杨福民, 耿林, 刘波
    2009, 39(12):1267-1270.
    [摘要](633) [HTML](0) [PDF 863.70 K](1280)
    摘要:
    介绍了上海天文台开展高重复频率激光测距实验和卫星实测情况。通过研制事件模式距离门控电路,开发高实时性测距控制软件,引进高精度事件计时器,利用重复频率为1 kHz、能量2 mJ的半导体泵浦激光器,以60 cm激光测距仪为平台,成功实现了对(800~7000)km卫星的高重复频率激光测距,所获得的回波数据是常规低重复频率测距的2~3个数量级。
    4  双振镜激光扫描加工误差精密校正
    郝俊明,邢刚,李江明
    2009, 39(12):1271-1274.
    [摘要](540) [HTML](0) [PDF 832.16 K](2518)
    摘要:
    主要讨论了用传统的补偿畸变的方法校正振镜二维扫描光学系统中图形畸变后,为进一步提高精度,利用图像处理技术,进行二次闭环误差校正,使在10 mm×10 mm的加工平面内,校正后的精度优于3 μm。
    5  LBO I类临界相位匹配腔内和频572 nm黄光激光器
    李昌立,张喜和,金光勇,全慧
    2009, 39(12):1275-1277.
    [摘要](518) [HTML](0) [PDF 811.65 K](712)
    摘要:
    首次报道了全固态连续波572 nm黄光激光器,黄激光是分别由两片Nd∶YAG的1444 nm和946 nm谱线非线性和频产生,两条谱线在各自晶体对应能级跃迁分别为4F3/2-4I15/2和4F3/2-4I9/2。实验中采用复合腔结构,利用LBO晶体I类临界相位进行内腔和频,当注入到两片Nd∶YAG晶体的泵浦功率分别为24 W和14.8 W时,获得592 mW的TEM00连续波572 nm黄激光输出。4 h功率稳定度优于±3.6%。
    6  马赫-曾德复合腔激光器泄漏功率的输出特性
    刘丰年,孔令芳,果鑫
    2009, 39(12):1278-1282.
    [摘要](477) [HTML](0) [PDF 899.32 K](584)
    摘要:
    基于自组织相干合成原理,在马赫-曾德复合腔中引入3dB光纤环镜为共用腔镜,低反(4.5%)布拉格光栅作为输出腔镜,获得了93.5%的相干合成效率;通过对泄漏端功率输出特性的研究,在理论和实验上研究了复合腔自组织相干的物理机制。为相干合成技术研究提供新的分析思路和更便捷的方法,并能在简单的实验设施下实现。
    7  后向散射式激光雷达能见度探测研究
    冯帅,蒋立辉,熊兴隆,沈法华,闫朴
    2009, 39(12):1283-1287.
    [摘要](599) [HTML](0) [PDF 865.45 K](1667)
    摘要:
    根据大气后向散射原理,设计了一台激光雷达能见度仪。在详细介绍系统结构的基础上,阐述了回波信号的数据校准方法,通过采用一种新的基于Fernald方法的迭代算法反演消光系数,获得了较高的能见度测量精度。与美国Belford能见度仪的外场对比实验表明,该激光雷达能见度仪相对测量误差在20%以内。
    8  卫星表面隔热材料红外辐射的数值分析
    杨明,吴晓迪,吕相银,李颖杰
    2009, 39(12):1288-1291.
    [摘要](477) [HTML](0) [PDF 850.97 K](816)
    摘要:
    以卫星表面隔热材料物理模型为基础,考虑了隔热材料中的辐射换热以及间隔物和残留气体的导热情况下,建立起隔热材料温度计算模型。卫星表面红外辐射包括隔热材料外表面自身红外辐射和反射空间环境辐射。最后,结合具体的卫星运行轨道,计算了隔热材料的温度场和红外辐射。结果表明,卫星红外辐射主要集中在远红外波段,而且其中反射地球辐射占近45%。
    9  红外光谱法分析生产中回收高纯SiCl4中有机杂质
    郭峰,杨鸿波,胡智,谭红,何锦林
    2009, 39(12):1292-1295.
    [摘要](577) [HTML](0) [PDF 872.88 K](929)
    摘要:
    探索了遵义钛厂海绵钛生产中回收高纯四氯化硅新工艺中有机杂质的红外色谱分析方法。针对四氯化硅极易水解的特点,设计了一套密封取样装置,自制密封红外玻璃样品池,采用FT-IR FTS4000红外光谱仪,在4000~1000 cm-1波段内对高纯四氯化硅样品测量得到红外光谱,通过与美国Merck公司标准品四氯化硅(99.9999%)红外光谱图对比,发现在2257 cm-1未出现吸收带,可断定样品中不含有三氯氢硅。针对光谱图中3700~3500 cm-1之间-OH的吸收带,选用与四氯化硅极性相似的化学物质CCl4做
    10  星载激光告警系统的背景辐射特性研究
    黄富瑜 周冰 沈洪斌
    2009, 39(12):1296-1300.
    [摘要](383) [HTML](0) [PDF 835.71 K](555)
    摘要:
    阐述了星载激光告警系统在空间环境下的各种背景辐射源的辐射特性,以400 km的低轨道侦察卫星的激光告警系统为例,建立了各种辐射源在宿主星位置处的光谱辐照度模型,并进行了数值计算;假定告警系统告警波长为1.315 μm,探测器工作波段为1~3 μm,计算了各辐射源在宿主星位置处对应1.315 μm波长的光谱辐照度和1~3 μm波段内的总辐照度,并进行了比较分析,结果表明:星载告警系统的主要背景辐射源为太阳和地球,它们在告警波长处的光谱辐照度分别为39.9 mW/cm2,10.9 mW/cm2,在1~3 μm
    11  纳秒激光主动成像侦察系统研究
    朱海军,董小刚,李兰秀,李萍
    2009, 39(12):1301-1304.
    [摘要](451) [HTML](0) [PDF 836.37 K](631)
    摘要:
    通过对激光主动成像侦察的原理进行介绍和对实战要求进行分析,设计了纳秒激光主动成像侦察系统并成功进行了系统功能模拟实验。实验结果表明,该系统可以利用波长为1.06 μm的纳秒激光实现主动成像,能够达到隐蔽侦察战场的目的。该系统的研究对于战场主动侦察和目标跟踪、瞄准都有十分重要的意义。
    12  大气散射对激光角度欺骗干扰影响的研究
    叶顺流 朱少岚 孙启兵 阎德科
    2009, 39(12):1305-1308.
    [摘要](513) [HTML](0) [PDF 819.16 K](627)
    摘要:
    根据光的粒子性,用蒙特卡罗法构建单个光子在大气传输中的散射模型,研究大气散射对激光角度欺骗干扰效果的影响。结果表明:①非对称因子、大气传输距离和消光系数等对干扰脉冲信号强度有不同程度的削弱,散射产生的迂回路径延迟了干扰脉冲到达导引头探测器的时间。②激光干扰脉冲在大气散射作用下脉冲展宽效应不明显。
    13  脉冲激光辐照皮肤组织的热效应解析计算研究
    陈燕,牛燕雄,邵珺,陈琪
    2009, 39(12):1309-1312.
    [摘要](377) [HTML](0) [PDF 869.51 K](733)
    摘要:
    具有一定强度的激光辐照皮肤组织时可造成组织的破坏。建立了激光与皮肤组织相互作用的二维非稳态温度场模型,在柱坐标系下采用积分变换法精确求解了单脉冲及多脉冲激光辐照皮肤组织的热传导方程,得到瞬态温度场分布,并以1064 nm波长激光辐照皮肤组织为例,数值模拟了皮肤组织在激光作用下的温度分布。研究结果表明:脉冲激光与组织的热效应在很大程度上取决于激光参数,主要有激光能量、焦斑半径、重复频率等。
    14  基于激光瞬态特性的内腔气体浓度光纤传感器
    曹彦鹏,张景超,吴希军,曹素霞,刘魁
    2009, 39(12):1313-1316.
    [摘要](504) [HTML](0) [PDF 807.48 K](760)
    摘要:
    报道了一种基于掺铒光纤激光器瞬态特性的内腔吸收式气体浓度传感器。介绍了掺铒光纤激光器内腔吸收谱的基本原理,以及激光激射延迟时间与气体浓度的关系。用光纤环全反镜和光纤Bragg光栅构成F-P线形腔,通过调节光栅的反射波长,使激光激射波长落在乙炔的一个较强的吸收峰1532.83 nm上。通过测量激光激射延迟时间可以获得气体的浓度。实验证实了方案的可行性,该装置的灵敏度可以达到10×10-6。
    15  基于光纤光栅传感器的人体心率测量技术研究
    陈会娟,苗长云,高华,张诚
    2009, 39(12):1317-1320.
    [摘要](525) [HTML](0) [PDF 832.88 K](1429)
    摘要:
    光纤光栅以其抗电磁干扰、体积小、寿命长、柔韧性好等特点,是构成智能服装的最具潜力的材料。文中根据人体心率信号的特点,设计了由金属材质构成的振动腔,采用ANSYS分析了腔的振动过程,确定了光纤光栅的封装方式,并在实验室中实现了心率信号的采集,完成了数据分析与信号提取的算法。实验结果表明:该传感器可完成人体心率信号的实时在线的采集与分析,测量误差小于1次/min。
    16  经纬仪跟踪架的有限元分析
    王涛 唐杰
    2009, 39(12):1321-1323.
    [摘要](412) [HTML](0) [PDF 1.15 M](705)
    摘要:
    现代光电经纬仪具有实时测量、高精度、自动跟踪监控和易于图像再现等优点,广泛地应用于航空、航天、武器试验等科研和军事领域。而经纬仪跟踪架的结构形式又直接影响着经纬仪的精度和稳定性。随着计算机技术的发展和有限元分析理论的完善,将有限元分析技术融入结构设计已经成为一种新的趋势。本文主要针对经纬仪的地平式跟踪架进行有限元分析,计算静态载荷下的跟踪架变形,并分析其对经纬仪精度的影响与实际结果进行比较。
    17  基于探测器阵列的激光远场光斑测量系统
    贾养育 任勐,吕鸿鹏,张海庄
    2009, 39(12):1324-1327.
    [摘要](379) [HTML](0) [PDF 867.02 K](1631)
    摘要:
    设计开发了一套基于探测器阵列的激光远场光斑测量系统。在1.5 m×1.5 m的靶面尺寸上间隔10 cm排列了15行×15列激光探测器阵列,探测器响应信号经前置放大后分别进行同步脉冲产生和信号峰值保持、峰值信号A/D采样,最后经计算机通信存储,事后进行光斑图像的形成和分析处理。光斑能量密度测量范围10 μJ/cm2~10 mJ/cm2,单元探测器测量精度优于15%,最高测量激光频率可达500 Hz。可满足目前大功率激光干扰武器装备的测量需求。
    18  多光路激光成像扫描光学系统分析
    徐弼军 陆璇辉
    2009, 39(12):1328-1331.
    [摘要](448) [HTML](0) [PDF 890.61 K](780)
    摘要:
    介绍了多光路激光成像扫描光学系统装置和结构,分析了扫描光学系统的光束变换以及根据成像扫描光学系统分别作出了输出的束腰宽度与光学系统中透镜位置、成像线宽与光学系统中透镜位置的变化规律图。对扫描光学系统的参数进行了优化选择,给出了对激光照排机的成像扫描光学系统进行优化后的成像结果。
    19  基于GSM和J2ME的无线多点温湿度监控系统的设计与实现
    刘鹏辉,张光南
    2009, 39(12):1332-1336.
    [摘要](379) [HTML](0) [PDF 1.23 M](514)
    摘要:
    提出一种基于GSM和J2ME的无线多点温湿度监控系统的设计方法。利用温湿度传感器SHT75采集数据,利用编解码芯片PT2262/2272实现对采集数据的无线发送和接收,通过GSM模块TC35i将采集数据发往用户手机,并且用户手机运行J2ME应用程序,实现对前端采集处理系统的监控。
    20  1064 nm激光平板偏振膜的研制
    贺才美 陈德江 涂建军 缪金义 陈忠 杜亚清
    2009, 39(12):1337-1340.
    [摘要](553) [HTML](0) [PDF 799.96 K](818)
    摘要:
    根据军用光学仪器的使用要求,在平板K9基底上镀制偏振膜,要求在56.4°角入射条件下,激光波长1064 nm处满足TP>99%,TS<1%,且膜层抗激光损伤阈值应≥600 MW/cm2。采用电子束真空镀膜的方法并加以离子辅助沉积系统,通过选择HfO2和SiO2作为高低折射率材料,利用Macleod软件进行膜系设计与分析,采用LightRatioPeak光值比例法进行监控,优化工艺参数,减少监控误差,在平板K9基底上成功镀制符合使用要求的偏振膜。所镀膜层不仅满足光谱要求,且顺利通过膜层环境测试,完全满足军用
    21  单点金刚石车削技术的研究
    李池娟,孙昌峰,孟凡波,孟小龙
    2009, 39(12):1341-1343.
    [摘要](334) [HTML](0) [PDF 882.02 K](1580)
    摘要:
    介绍了单点金刚石车削原理,分析了单点金刚石车削技术中影响光学零件面形精度和粗糙度的重要技术因素,同时提出了相应的解决方案,并展望了单点金刚石车削技术在光学制造领域的应用前景。
    22  基于耦合映象格子的图像分割方法
    杨绍清 何四华
    2009, 39(12):1344-1347.
    [摘要](208) [HTML](0) [PDF 1023.55 K](444)
    摘要:
    为了实现图像的自适应多级分割,利用混沌动力学系统对初值的敏感性和全局耦合映象混沌同步的特点,提出了一种基于耦合映象格子的图像分割方法。方法对每个灰度等级构建全局耦合映象,建立灰度等级间关系矩阵和灰度等级更新模型,通过全局耦合映象混沌同步过程完成灰度等级的自适应聚类。实验结果表明方法对中间类灰度等级聚类具有很好的鲁棒性,分割过程不需要人工干预,并且具有较强的灵活性,优于阈值分割和边缘检测的图像分割方法。
    23  一种适用于星敏感器的星点提取方法
    李德良,阮锦
    2009, 39(12):1348-1350.
    [摘要](271) [HTML](0) [PDF 860.77 K](605)
    摘要:
    介绍了一种用于星敏感器数字图像处理系统的星点提取方法:首先简要介绍了基于DSP TMS320F206和CPLD 1048C的电路设计,然后主要介绍了DSP对数字图像进行阈值分割、连通性分析和内插细分定位处理并最终得到星点的坐标信息。同时,还提出了一种改进的连通性分析算法。最后,在完成星敏感器样机的设计后进行了试验,试验结果表明,改进后的连通性分析算法能够提高图像处理的效率,同时也表明本文采用的星点提取方法具有较高的精度。
    24  基于直方图散度和小波分解的图像配准算法
    李伟 杨绍清
    2009, 39(12):1351-1355.
    [摘要](236) [HTML](0) [PDF 974.79 K](450)
    摘要:
    24 基金项目:摘要:针对基于互信息的图像配准方法运行时间长、抗噪声差的问题,提出了一种基于新的相似性测度的图像配准算法,在分析两幅图像的联合直方图点集分布情况的基础上,定义了直方图点集的散度公式,并将其作为相似性测度。为加速参数的搜索过程,配准是在小波域内进行的,并使用遗传算法与Powell算法相结合的方法来优化参数。实验证明,相对于基于互信息的图像配准算法,本算法参数优化方法选择可以更灵活,时间消耗更少,噪声鲁棒性更优。
    25  一种单帧图像红外弱小目标检测算法及DSP实现
    周成,季云松,赵毅
    2009, 39(12):1356-1359.
    [摘要](287) [HTML](0) [PDF 1.63 M](1176)
    摘要:
    针对红外图像中存在的弱小目标,使用多种检测算法融合检测红外图像中的小目标,该算法对低信噪比红外图像中的目标检测准确率高,虚警率低。同时使用TI DSP芯片在硬件电路中实现算法,并在实际中应用。

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