2009年第9期文章目次

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  • 1  碲镉汞雪崩光电二极管发展现状
    刘兴新
    2009, 39(9):909-913.
    [摘要](580) [HTML](0) [PDF 1.38 M](929)
    摘要:
    碲镉汞雪崩光电二极管探测器具有高增益、高带宽和低噪声因数的显著特点,具有下一代焦平面探测器阵列的多功能、主动/被动探测、双波段和高灵敏度等理想特性,在低光通量探测、超光谱、二维/三维成像方面显示出强大的应用潜力。本文简要介绍了碲镉汞雪崩光电二极管主要器件结构、特点及应用现状。
    2  激光反导武器的最新发展动向与分析
    刘志春,苏震,袁文,李世诚
    2009, 39(9):914-917.
    [摘要](469) [HTML](0) [PDF 815.32 K](421)
    摘要:
    介绍了激光反导武器的发展历程以及装备的研制、改进情况,指出了在现代战争中发展激光反导武器的优势和重要性,重点探讨了几种激光反导武器的性能及其特点,最后论述了激光反导武器的发展动向与分析。
    3  激光偏振检测技术研究
    冯国杰,王晓东
    2009, 39(9):918-920.
    [摘要](483) [HTML](0) [PDF 1.16 M](954)
    摘要:
    介绍了偏振检测的基本原理以及光的偏振态的表示法。选取了16种不同材料的物体作为目标,通过试验获取了目标反射光的偏振信息,比较了它们的偏振特性。分析结果表明,在入射角相同的情况下,用同一激光照射目标,根据其反射光偏振信息的差异,能够很好地从自然目标中区分出人工目标。
    4  基于半主动式激光制导探测器设计指标计算研究
    张秀艳
    2009, 39(9):921-923.
    [摘要](573) [HTML](0) [PDF 841.22 K](731)
    摘要:
    在设计激光制导探测器时需根据系统要求估算出探测器的性能指标。文中给出了探测器设计指标的估算过程,提出了一种新的估算方法,通过实例说明了应用该估算方法求得的最小探测功率与实际应用中测到的结果相符,验证了该估算方法的有效性。
    5  单频蓝光激光器的实现
    郝二娟,李特,檀惠明,张里荃,张岩,马艳梅
    2009, 39(9):924-927.
    [摘要](351) [HTML](0) [PDF 894.82 K](508)
    摘要:
    在多纵模工作状态下,腔内倍频激光器往往存在很大的倍频光输出功率噪声,影响了其应用。文中用激光二极管(LD)泵浦Nd∶YAG晶体,采用三镜V形腔结构及扭摆腔技术,有效地解决了蓝光噪声问题。利用LBO内腔倍频技术,实现了稳定的单频蓝激光输出。在3.5 W的泵浦功率下,最大单频蓝光输出为105 mW,光-光转化效率为3.5%。实验结果表明,采用扭摆腔技术是实现473 nm蓝光单频高效运转的有效方案,可以有效地解决蓝光噪声问题。
    6  可调谐TEA CO2激光器谐振腔结构稳定性研究
    曾元,谭荣清,陈静
    2009, 39(9):928-930.
    [摘要](509) [HTML](0) [PDF 887.47 K](485)
    摘要:
    针对可调谐TEA CO2激光器谐振腔光桥结构的稳定性问题,重点通过分析光桥端板受力变形情况来研究光桥端板的选材和形状。建立了光桥端板的有限元模型,利用有限元分析软件计算出不同材料、不同形状的光桥端板变形量并作比较,分析结果表明三角形铝板是比较理想的端板方案,厚度为40 mm的三角形铝板最大变形量为1.27×10-3 mm。为设计稳定的可调谐TEA CO2激光器谐振腔结构提供了理论依据。
    7  提高LD端泵绿光激光器偏振比的方法
    汤晓晖,陈险峰,胡企铨,张哨峰
    2009, 39(9):931-933.
    [摘要](384) [HTML](0) [PDF 839.00 K](513)
    摘要:
    针对LD端泵的直腔Nd∶YVO4/KTP绿光激光器偏振比差的主要原因,提出了谐振腔内包括两腔面在内的所有光学件通光面均对532 nm增透,并且将LD一侧的绿光以一小角度高反的方案,简单而有效地解决了使用直腔Nd∶YVO4/KTP绿光激光器输出偏振比不高的问题。这种方法也可以推广使用于其他直腔腔内倍频激光器上。
    8  合成孔径激光雷达距离像分辨率非线性恶化与补偿
    刘国国,吴谨,朱炳祺,李增局,王东蕾
    2009, 39(9):934-938.
    [摘要](412) [HTML](0) [PDF 1022.59 K](473)
    摘要:
    详细研究了合成孔径激光雷达实验室演示成像实验中因发射激光器非线性调频而带来的距离像分辨率恶化及其补偿。理论分析了因采用线性调波长而非线性调频率光源引起的外差信号频谱展宽及其对距离像分辨率恶化的影响;比较了采用匹配参考信道或不匹配参考信道对距离像恶化的两种补偿办法;数值模拟计算了非线性调频带来的距离像分辨率恶化及其补偿后的图像;建立了以1.55 μm可调谐光纤激光器为发射源的演示实验装置,演示了距离像恶化的严重性和补偿的有效性,给出了采用参考信道补偿对距离像分辨率影响的详细数据。
    9  复合材料锁相红外热像法无损探伤技术研究
    张炜,刘涛,杨正伟,张瑞民
    2009, 39(9):939-943.
    [摘要](439) [HTML](0) [PDF 917.98 K](817)
    摘要:
    为了解决复合材料红外热波定量识别缺陷的难题,从锁相热像法的原理出发,利用数值计算的方法对锁相热像法在检测中的应用问题进行研究。建立相位差与缺陷深度的关系,进而识别缺陷尺寸;对不同缺陷存在最佳检测频率,能使相位差最大;对于同一缺陷,同一频率,幅值差与激励信号强度成正比。这对红外热波无损探伤的定量检测和评估、锁相激励信号参数的优化等具有重要意义。
    10  病害烟叶的傅里叶变换红外光谱研究
    任先培,刘刚,周在进,张玉宾,罗庇荣,宋黎立
    2009, 39(9):944-947.
    [摘要](416) [HTML](0) [PDF 891.04 K](597)
    摘要:
    利用傅里叶变换红外光谱法研究了正常烟叶和四种病害烟叶,结果显示,它们的红外光谱主要由蛋白质、脂类化合物及多糖的振动吸收谱带组成。烟叶光谱整体相似,仅在1800~750 cm-1范围,正常烟叶和病害烟叶的光谱峰位、峰形及吸收强度比有一定差异。为了提高光谱灵敏度,对光谱进行二阶导数相关性分析,五个样品的二阶导数光谱在1750~1500 cm-1和1200~950 cm-1范围内的相关系数差异明显,表明五种烟叶样品所含化学成分或各成分相对含量各不相同,即病害影响烟叶的化学成分。正常烟叶的吸收强度比A1025/
    11  InSb阵列探测芯片的感应耦合等离子反应刻蚀研究
    张国栋,徐淑丽,赵鸿燕,朱炳金,李小宏
    2009, 39(9):948-951.
    [摘要](504) [HTML](0) [PDF 974.90 K](590)
    摘要:
    利用感应耦合等离子(ICP)反应刻蚀(RIE)进行了InSb阵列芯片台面刻蚀,并利用轮廓仪、SEM及XRD对台面形貌以及刻蚀损伤进行分析。采用优化的ICP刻蚀参数,实现的刻蚀速率为70~90 nm/min,刻蚀台阶垂直度~80°,刻蚀表面平整光滑、损伤低。与常规的湿法腐蚀相比,明显降低了侧向钻蚀。台面采用此反应刻蚀工艺,制备了具有理想I-V特性的320×256 InSb探测阵列芯片,在-500 mV到零偏压范围内,光敏元(面积23 μm×23 μm)的动态阻抗(Rd)大于100 MΩ。
    12  多元红外光导探测器电子学串音研究
    李大宇 段星辉 魏焕东
    2009, 39(9):952-955.
    [摘要](466) [HTML](0) [PDF 897.88 K](697)
    摘要:
    在多元红外探测器的应用中,串音是影响探测器性能的一个重要因素。其中,多元红外光导探测器的电子学串音主要由探测元间的接地电阻引起。通过对光导探测器工作电路的原理分析,得出多元红外光导探测器的电子学串音与探测元间接地电阻的阻值成正比,与偏置电阻的阻值成反比,且与原信号反相的结论,并设计了电子学串音测试原理电路进行了实验测试。测试结果验证了理论分析的正确性。通过理论推导和实验测试证明:在接地电阻一定时,通过提高偏置电阻来抑制电子学串音的方法是可行的。
    13  光源噪声对光纤光栅解调精度的影响
    仲启媛,黄先祥,谭立龙,赵兵,史德琴
    2009, 39(9):956-960.
    [摘要](367) [HTML](0) [PDF 879.95 K](561)
    摘要:
    采用耦合模型理论对光纤光栅的传输特性进行了分析,运用矩阵法对均匀光纤光栅反射谱进行了数值模拟。分析了光学检测中的噪声来源,并对实验室条件下使用激光器时噪声的大小进行了估算和验证。通过对光源施加不同功率大小的噪声,并根据光纤光栅的反射谱来研究光源噪声对峰值检测的影响。实验表明,激光器的功率噪声对光纤光栅解调精度有很大影响,波长检测精度越高,噪声影响越大,在解调精度达到皮米级时,激光器的噪声应接近量子噪声的极限水平。为光纤光栅技术在高精度装备检测中的应用和研究提供理论基础。
    14  基于内窥光路的深腔盲孔形位检测及应用
    王红平,曹国华,向阳,姜涛
    2009, 39(9):961-964.
    [摘要](355) [HTML](0) [PDF 999.91 K](823)
    摘要:
    提出一种光机复合高精度非接触光电成像检测新方法实现有限深腔内盲孔的形位尺寸检测。系统由精密传动机构、光学内窥系统、精密光栅传感检测系统、图像采集及处理系统组成。系统通过高精度的传动机构配合,使内窥光学系统在有限的深腔内线性移动,并利用高分辨率CCD摄像技术获取盲孔图像,通过图像处理完成深腔盲孔形位尺寸的测量。通过实例测试表明系统精度高于10 μm。
    15  一种新型非制冷焦平面双视场红外光学系统
    骆守俊,张浩,宋春鹏
    2009, 39(9):965-968.
    [摘要](468) [HTML](0) [PDF 924.14 K](604)
    摘要:
    提出了一种新型用于非制冷焦平面探测器的长波红外双视场光学系统,该系统工作波段为8~12 μm,焦距为40~150 mm。采用轴向移动变焦方式,变倍透镜组可实现变倍,调焦及温度补偿功能,简化了系统机电设计,具备结构紧凑、质量轻、便携等优点,并用CodeV光学设计软件进行了像质补偿。
    16  二维正方柱结构光子晶体禁带的研究
    王媛媛,宋健,黄益强,李田赫,张振宇,何晓东
    2009, 39(9):969-973.
    [摘要](397) [HTML](0) [PDF 1.30 M](480)
    摘要:
    利用平面波展开法通过计算机模拟仿真对二维正方排列介质方柱和空气方柱结构以及三角排列介质方柱和空气方柱结构进行了禁带研究。研究发现:这四种二维光子晶体结构都存在完全禁带。介质方柱结构具有较大的TM禁带,而空气方柱结构具有较大的TE禁带。当介质方柱宽度增大时,禁带中心频率均向低频移动,而当空气方柱宽度增加时,禁带中心频率均向高频移动。当增大材料折射率时,禁带中心频率均向低频移动。对于空气方柱结构,应该选取高折射率材料,以提高完全禁带的带隙率。
    17  高能激光器中晶体薄膜的研究与特性分析
    岳威 席喆,洪冬梅 刘国喜,韩永昶 刘连泽,杨蕊
    2009, 39(9):974-977.
    [摘要](362) [HTML](0) [PDF 980.47 K](587)
    摘要:
    介绍了用于大功率YAG激光器以及中红外激光器中晶体光学薄膜的用途、特性和制备方法。利用计算机膜系优化软件对膜系进行设计后,得到了损耗小、利于制备、重复性好的膜系结构。为了详细说明,以YAG板条晶体和ZnGeP2晶体为例,讨论了晶体不同工作表面薄膜在研究与镀制过程中的潮解、吸收以及污染等主要技术问题。通过特性测试和激光损伤试验对比,验证了以APS离子源辅助沉积的膜层损伤阈值增加,附着力增强,机械强度和环境稳定性得到了明显改善。目前相关的晶体薄膜应用在两种高能激光器中分别达到了16 kW/cm2和5 kHz下
    18  CTIA型读出电路非线性的研究
    文勇,刘思超,金友山,夏晓娟
    2009, 39(9):978-981.
    [摘要](397) [HTML](0) [PDF 901.81 K](583)
    摘要:
    在红外焦平面阵列读出电路中,其非线性的问题越来越受到重视。读出电路的非线性是产生非均匀性的重要因素,它影响着探测器的灵敏度,限制了探测器的使用范围。文中对电容跨阻抗放大器结构(CTIA)读出电路的非线性进行了理论研究,分析了放大器增益和积分电容对单元电路非线性的影响。同时通过分析源随器结构行选电路,提出采用单位增益负反馈的差分放大器来做行选电路,以提高电路的线性度。
    19  基于“猫眼效应”激光成像的目标探测
    同兰娟,蒋晓瑜,宋小杉,汪熙,龙佩
    2009, 39(9):982-985.
    [摘要](634) [HTML](0) [PDF 956.44 K](1006)
    摘要:
    基于“猫眼效应”激光成像的目标特点,提出了一套有效的抗干扰探测算法,实现了对距离1000 m范围内目标的精确探测。算法针对目标的圆形形状特征,定义了一个新的判别参数——偏心距,并通过实验与常用判别参数偏心率进行比较,结果表明,偏心距在目标的圆形形状判别中更精确。
    20  激光主动成像系统目标图像质量评价参数研究
    戴得德,孙华燕,韩意,樊佳,黄礼斌
    2009, 39(9):986-990.
    [摘要](431) [HTML](0) [PDF 1.16 M](993)
    摘要:
    图像质量评价是研究激光主动成像探测系统成像性能的重要内容,文中从图像的噪声、灰度和纹理等方面对距离选通激光主动成像目标图像进行了量化评价。通过深入研究主动成像图像的特点,建立了信噪比、亮度、对比度和清晰度等评价函数的参数模型,并给出了实验结果和分析。结果表明,这些参数能够对激光主动成像图像进行客观的评价,并且计算简单,具有显著性和独立性的特点。
    21  基于改进自适应遗传算法的图像配准方法
    李伟,杨绍清
    2009, 39(9):991-994.
    [摘要](443) [HTML](0) [PDF 915.71 K](399)
    摘要:
    采用遗传算法进行图像配准时,存在收敛速度慢、易早熟的问题,可能导致误配。为克服这些缺点,提出了改进的自适应遗传算法(improved adaptive genetic algorithm,IAGA)。该算法以互信息作为相似性测度,通过对遗传参数设置的改进,自适应的调解进化过程中的交叉概率和变异概率,既提高了遗传算法的收敛速度,又有效地防止了早熟。实验结果表明,改进算法具有更好的有效性和精确性。
    22  重叠视野域内多摄像机目标交换算法
    欧阳宁,刘钊
    2009, 39(9):995-998.
    [摘要](304) [HTML](0) [PDF 878.40 K](690)
    摘要:
    多摄像机之间重叠视野区域内目标交接问题是实现多摄像机监控系统持续目标跟踪的关键,传统方法是在摄像机重叠视野区域内采用特征匹配方法或基于视野分界线的目标交接算法。但是特征匹配计算量较大,受摄像机参数设置因素影响较大,实用性不高。而基于视野分界线的目标交接算法由于新目标的检测存在延时,仅利用该方法来实现一致性标号容易出错。近年来,出现了利用投影不变量,计算目标在相邻摄像机中的投影位置来进行目标交接的方法,取得较好效果。但在多个目标相距较近的情况下,投影过程中产生的误差会造成目标对应错误。文中提出一种投影不变量
    23  相位编码条纹调制联合变换相关器的优化技术
    吴丹,路远,凌永顺,李玉波,马超杰
    2009, 39(9):999-1003.
    [摘要](336) [HTML](0) [PDF 1.18 M](550)
    摘要:
    提出一种基于SONG相关的参考图像相位编码条纹调制联合变换相关器。该相关器引入SONG相关技术,吸收其突出的区分能力和抗噪性能,相对于传统的参考图像相位编码条纹调制联合变换相关器和其他改进技术,该相关器兼顾多项性能,具有更加突出的抑制干扰信号能力、抗噪声性能和多目标区分能力。仿真实验结果表明:当输入图像受到非覆盖性背景噪声影响时,识别度表现平稳,能够维持在99%以上;当输入图像受到替换噪声影响时,识别度能够达到96%以上。
    24  基于Mean Shift算法提取彩色图像有意义区域
    贲志伟,赵勋杰
    2009, 39(9):1004-1008.
    [摘要](736) [HTML](0) [PDF 1.03 M](401)
    摘要:
    提取彩色图像有意义区域是目标检测和模式识别的基础。文中基于Mean Shift算法,选择合适的空间窗和色彩窗,将彩色图像聚成不同的类别,然后通过特征提取的方法将各个类别分开,最终提取出有意义区域。实验结果表明:该算法能有效地制噪声,很好地分割出感兴趣区域;与经典的Kmeans算法相比,该算法速度得到了较大的提高,分割的结果也更有意义。
    25  基于Hough变换改进的直线检测与定位
    赵洪亮
    2009, 39(9):1009-1011.
    [摘要](584) [HTML](0) [PDF 876.42 K](718)
    摘要:
    利用标准的Hough变换检测空间的直线,研究各种改进的Hough变换算法,设计一种新的Hough变换检测算法,通过实验对比,从而获得更高的精度。
    26  基于片上系统的实时红外图像处理器设计
    王明超,刘纪洲,马建国,殷金坚,乔育花
    2009, 39(9):1012-1014.
    [摘要](421) [HTML](0) [PDF 994.53 K](625)
    摘要:
    提出了一种适合红外热像仪的基于FPGA片上系统(SOPC)的图像处理器设计方案,即FPGA片上逻辑处理+NIOS Ⅱ软核CPU+DSP内核的处理架构。综合了三种主流核心处理器的优势,具备很强的处理能力;并且集成在一个芯片内部,有利于高速实时地图像处理功能实现。本设计在实际工程应用中得到了良好的使用效果。

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