2010年第2期文章目次

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  • 1  全固态Yb∶YAG激光器发展现状
    曹洪忠,彭鸿雁,张梅恒,张冰,陈宝玲,吴同华,赵祥敏,檀慧明
    2010, 40(2):115-118.
    [摘要](273) [HTML](0) [PDF 921.72 K](508)
    摘要:
    介绍了Yb∶YAG晶体的激光特性,分析了Yb∶YAG 1030 nm激光器、1049 nm激光器、倍频激光器、可调谐激光器以及新型陶瓷激光器的发展现状。
    2  远场激光瞄准过程中光束扩展的影响分析
    吕宏,高明
    2010, 40(2):119-123.
    [摘要](123) [HTML](0) [PDF 767.68 K](246)
    摘要:
    基于修正的Von Karman湍流谱和Hufnagel-Vally湍流模型上的近似积分理论,结合一种激光光轴瞄准偏差测试系统,利用激光光斑远场实验数据,在一定气象条件下,研究了不同传输距离和波束扩展的变化关系,进而分析了高斯脉冲光束在湍流大气中远场传播时的波束扩展对激光瞄准精度的影响。该研究可为激光光斑瞄准偏差补偿方案的优化设计提供科学依据。
    3  大气传输对激光主动夜视技术的影响
    邓永丽 叶超 刘云 秦莉 王立军
    2010, 40(2):124-128.
    [摘要](172) [HTML](0) [PDF 795.40 K](245)
    摘要:
    讨论了大气消光作用对目标信号的衰减和大气后向散射对目标对比度的影响情况,从实用角度论述了大气消光的计算方法,得出常用几种波长激光的大气透过率情况,并分析了激光主动夜视系统中大气后向散射对图像对比度的影响。
    4  激光武器靶面强度参数评估方法
    杜太焦 陈志华 闫伟 王建国
    2010, 40(2):129-131.
    [摘要](140) [HTML](0) [PDF 1.10 M](503)
    摘要:
    通过对不同应用情况下激光武器靶面强度参数定义及其影响因素的分析,建立了激光武器靶面强度参数评估模型。针对评估模型中的大气传输模型、靶面光斑形状分析、靶面长曝光功率密度、靶面瞬时功率密度概率分布等问题进行了详细的讨论,并给出了相应的计算方法和实验数据分析方法。初步提出了使用蒙特卡洛方法来解决评估模型中评估参数的随机性问题,并对评估参数统计分布的获取进行了简要说明。
    5  基于APD阵列三维成像激光雷达信噪比分析
    任熙明,李丽,鄢冬斌
    2010, 40(2):132-135.
    [摘要](199) [HTML](0) [PDF 7.67 M](334)
    摘要:
    基于雪崩光电二极管APD阵列的三维成像激光雷达采用激光单脉冲直接获取三维图像。为了仿真评估系统的性能,主要分析了APD阵列增益对系统信噪比和探测概率的影响,APD阵列的阈值电压对系统探测概率的影响。仿真结果表明,当选取合适的APD阵列增益时,系统的信噪比和探测概率可以达到最大值;APD阵列阈值电压的增大会降低系统的探测概率,并且对系统的探测概率影响很大。
    6  环聚焦推进器聚焦点位置对激光推进性能的影响
    党东明 彭冬梅,张婷婷 石磊
    2010, 40(2):136-140.
    [摘要](192) [HTML](0) [PDF 866.96 K](348)
    摘要:
    针对进气口开放的环聚焦推进器,通过改变聚焦点的位置,数值模拟研究了推进器的推力、冲量耦合系数以及推进器整流罩承受的热冲击等问题。模拟结论表明聚焦点位置变化对激光推进性能有较大的影响,当聚焦点远离整流罩时,推进器获得推力的时间提前,冲量耦合系数增大,并且整流罩承受的热冲击降低。同时,模拟还表明在推进器构型设计中应该加大整流罩倾斜段的长度和倾斜角度,以限制逆流而上的冲击波冲出进气口,给推进器带来额外的阻力。
    7  窄脉冲泵浦的Raman放大研究
    张劲松
    2010, 40(2):141-143.
    [摘要](161) [HTML](0) [PDF 625.88 K](327)
    摘要:
    基于振幅耦合方程,引入入射处信号脉冲与泵浦脉冲的时间差,研究了光纤中单个信号脉冲与窄泵浦脉冲的作用。将泵浦脉冲取为双曲正割形式,得到交叠因子、信号光振幅、泵浦光振幅的解析解,及信号功率沿光纤的分布。研究了长光纤中信号脉冲与多个泵浦脉冲的作用,推导出考虑插损时的信号增益。
    8  频谱细化及频谱校正技术在激光多普勒测速仪中的应用
    周健,黄华
    2010, 40(2):144-151.
    [摘要](197) [HTML](0) [PDF 5.89 M](203)
    摘要:
    提出了对多普勒信号先进行频谱细化,再进行频谱校正的方法,阐述了几种常见的离散频谱细化和频谱校正算法的基本原理,并运用它们对不同频率的理想正弦信号和实测的多普勒信号进行谱仿真和实测研究。理论分析和实验结果表明:频谱细化算法中Goertzel细化算法所需的运算量最少,计算速度最快;频谱校正算法中比值校正算法校正公式简单,运算量少,且校正精度较高;频谱细化和频谱校正技术大大提高了频谱分辨率,将其运用于频谱分析型激光多普勒测速仪中切实可行。
    9  基于CPLD的多目标脉冲激光测距系统的设计与实现
    邢刚,许冬生,夏云
    2010, 40(2):152-154.
    [摘要](151) [HTML](0) [PDF 942.05 K](206)
    摘要:
    研制了基于CPLD的多目标脉冲激光测距系统,传统的测距方法,每个激光脉冲只能测量单一的目标,而多目标测距系统可以对测距范围和测量方向上出现的多个目标同时进行测量,系统采用先进的复杂可编程逻辑器件CPLD实现,较好地实现了集群式多目标捕获的关键技术,提高了激光测距系统的实用性、灵活性。
    10  宽调谐高效率声光调Q Nd∶YVO4/PPMgLN光学参量产生器
    林洪沂,檀慧明,崔铁成,刘丹丹
    2010, 40(2):155-157.
    [摘要](249) [HTML](0) [PDF 615.66 K](284)
    摘要:
    利用声光调Q的Nd∶YVO4激光器作为泵浦源,在室温下,实现了PPMgLN晶体准相位匹配光参量输出。光参量阈值仅为0.5 W(20 kHz,75 ns);在泵浦光2.25 W(20 kHz,52 ns),PPMgLN极化周期31.4 μm时,获得了426.1 mW 3.03 μm中红外脉冲激光输出;同时获得646.7 mW 1.64 μm信号光输出,总光光转化效率达到47.6%。并且通过改变晶体的极化周期,实现了闲频光3.03~4.49 μm,信号光1.40~1.64 μm宽带可调谐输出。
    11  红外成像/毫米波雷达复合导引头信息融合研究
    章蕾,高志峰,李黎明,耿满足
    2010, 40(2):158-161.
    [摘要](142) [HTML](0) [PDF 626.73 K](389)
    摘要:
    分析了红外成像/毫米波复合导引头的技术特点和工作状态,介绍一种红外成像传感器目标偏差角计算方法,针对红外成像/毫米波雷达复合导引头中平面毫米波雷达无法提供目标俯仰角信息这一特点,提出一种利用弹载测高仪提供的飞行高度推算出平面雷达俯仰角,并利用最优加权平均法对红外和雷达提供的信息进行融合,取得了较好的融合效果。
    12  红外辐射特性测量中环境影响的修正研究
    孙志远,朱玮,乔彦峰,沈铖武
    2010, 40(2):162-165.
    [摘要](136) [HTML](0) [PDF 1.30 M](224)
    摘要:
    红外辐射特性测量是导弹预警和识别的主要手段,相关研究具有较大的军事应用价值。而红外辐射特性测量过程中的环境影响修正一直是影响测量精度的难点。介绍了通过放置在目标附近的大面源灰体修正环境影响的方法,经过理论分析及实验验证,发现“黑体标定曲线”和“参考曲线”相交于环境温度点,并且根据这两个曲线可计算出环境影响的斜率修正系数和偏置修正系数,对目标的灰度值进行相应的修正就可以准确地计算出目标的温度等红外辐射特性。
    13  红外光谱法测量城市空气中CH4浓度
    童晶晶 高闽光 刘志明 张天舒 徐亮 魏秀丽 陈军 刘文清
    2010, 40(2):166-168.
    [摘要](148) [HTML](0) [PDF 609.58 K](340)
    摘要:
    利用自行组建的开放光路傅里叶变换红外光谱测量系统对北京燕山石化地区大气中的甲烷进行了连续监测,对测量光谱进行了浓度反演,并对浓度结果做了简单分析。实验表明,该测量系统性能稳定,能以非接触的方式对空气中多种气体进行连续在线监测,能及时反应测量区域内污染信息,较好地适应工业上气体污染监测的需要。
    14  近红外InGaAs探测器台面结构对器件性能的影响
    朱耀明,李永富,唐恒敬,汪洋,李淘,李雪,龚海梅
    2010, 40(2):169-173.
    [摘要](180) [HTML](0) [PDF 695.92 K](365)
    摘要:
    采用湿法腐蚀方式在PIN型InP/In0.53Ga0.47As/InP材料上制备了不同台面结构的正照射In0.53Ga0.47As探测器,通过比较不同结构器件的性能,如暗电流、信号、噪声,研究了器件性能跟器件结构之间的关系,并分析影响器件性能的因素。研究结果表明,探测器的暗电流、噪声与台面面积是成线性关系的,而信号与台面面积则不是线性关系。探测器的台面可分为光敏区和光敏区外部分,光敏区外部分对暗电流、噪声的贡献与光敏区是一致的,但对信号的贡献这两部分则是不一致的,这主要是由于衬底反射和器件之间的沟道光生载
    15  激光对天基红外系统预警卫星光电探测器的干扰效能研究
    高桂清,向进,李勇翔 周勇
    2010, 40(2):174-177.
    [摘要](292) [HTML](0) [PDF 586.14 K](657)
    摘要:
    从分析预警卫星光电探测系统入手,在介绍了激光干扰光电探测器机理的基础上,研究了激光在大气传输中的衰减效应及远场激光光斑尺寸估算,建立了激光辐照星载光电探测器的远场能量密度模型,并以1.06 μm激光辐照星载HgCdTe探测器为例,通过仿真计算,定量地评估了激光武器对天基红外系统预警卫星光电探测器的干扰效能。
    16  光纤光栅传感技术在隧道火灾监控中的应用
    张嵩 王剑
    2010, 40(2):178-180.
    [摘要](218) [HTML](0) [PDF 1.63 M](248)
    摘要:
    分析了国内现有的隧道火灾监控系统现状,介绍了光纤光栅传感技术的原理,阐述了这一新技术在工程应用中的优点,并提出了基于光纤光栅感温探测器的隧道火灾报警监测系统,并结合工程实例介绍了该系统在隧道火灾监控中的应用。
    17  大型车载光电跟踪设备减振方法、仿真及实验
    宁大勇,高云国
    2010, 40(2):181-186.
    [摘要](122) [HTML](0) [PDF 935.63 K](427)
    摘要:
    根据减振位置的不同可以同时采取多种减振方案。震源(发电机)处采用安装减震器的方法,来减小发电机对车体的激励力;通过合理的设计副车架,在振动传播过程中衰减振动;在目标处,可以把跟踪架和激光器安放到隔振平台上,隔振平台有空气弹簧和电磁作动器组成。通过仿真和实验分析,综合利用多种减振方法可以有效地衰减振动,同时保证了跟踪测量系统的正常工作。
    18  基于多波束风场位移测量法的高速数据采集和处理系统设计
    周立敏 蒋亚东 眭晓林
    2010, 40(2):187-191.
    [摘要](123) [HTML](0) [PDF 946.18 K](220)
    摘要:
    为实现对风场的实时监控,多波束风场位移测量系统对数据采集系统提出了很高的要求。针对实际需求,设计了实现高速数据缓存和传输控制的FPGA芯片,主要包括PLL时钟管理模块、前级FIFO缓冲模块、后级双口RAM存储模块以及FIFO和RAM的读写控制模块等,很好地完成了数据的缓存和异步读取,并且极大简化了A/D芯片接口电路结构和印制电路板设计的复杂性。在开发环境Quartus Ⅱ 6.1中对设计的各个模块分别进行了综合和仿真,仿真结果表明各模块均达到了设计要求。风场位移测量系统成功地对实地风场进行了测量,结果表明
    19  应用电子散斑测量位相物体的折射率
    周杰 徐满平
    2010, 40(2):192-194.
    [摘要](131) [HTML](0) [PDF 687.92 K](299)
    摘要:
    根据电子散斑测量位移的基本原理,提出了一种测量位相物体折射率的方法。并进行了实验,通过对实验精度的分析,表明实验方法可行、结果可靠。
    20  积分球出射照度与入射光束几何性质关系分析
    苏成志,曹国华,徐洪吉
    2010, 40(2):195-199.
    [摘要](165) [HTML](0) [PDF 736.94 K](306)
    摘要:
    针对采用积分球作为光收集器的光学透射率测量过程中,存在透射率测量值超出100%这一非正常情况。建立了积分球出射照度与入射光束几何性质的关系模型,利用该模型进行了仿真实验。对于直径300 mm,开口比为1%的积分球,入射光束几何性质改变引起的积分球出射照度相对误差为3.4%,采用该积分球测量透射率造成的误差可达3.4%,与实测结果吻合。光斑位置和分布的随机性导致透射率测量值超出100%。该误差源具有隐蔽性和不可避免性,研究该误差源对于提高积分球式光度测量精度具有重要的理论和工程价值。
    21  基于扩张状态观测器的快速反射镜控制研究
    李军健,何衡湘,林国珊
    2010, 40(2):200-204.
    [摘要](197) [HTML](0) [PDF 804.34 K](211)
    摘要:
    为了提高快速反射镜的动态性能并降低跟踪误差,提出了利用扩张状态观测器引入反馈和灰色PID模型控制相结合的方法,该方法基于音圈电机驱动的快速反射模型,采用离散跟踪微分器对输入信号进行过渡和滤波以及对子系统零点配置,并以扩张状态观测器引入反馈和灰色PID控制,对系统的不确定因素进行了估计和补偿,并同不完全微分PID和基于跟踪微分器的零点配置方法进行了性能比较。采用随机正弦信号进行跟踪仿真,仿真结果表明,采用文中算法的跟踪效果明显优于其他算法,且跟踪误差更小,被控对象的动态性能更优,尤其在系统的模型参数发生变化
    22  运动目标检测与跟踪算法的改进与实现
    杨冬冬,常丹华,韩夏,刘宇
    2010, 40(2):205-209.
    [摘要](248) [HTML](0) [PDF 785.73 K](507)
    摘要:
    提出了一种对视频图像中运动目标检测并进行实时跟踪的新方法。该方法利用基于背景建模的背景差分与改进的带时间戳的运动历史图像(tMHI)的目标分割相结合的算法对运动目标进行检测,在获取到视频流中的运动目标轮廓后使用基于tMHI的运动梯度算法来实现运动目标的跟踪。实验结果表明,该方法能够对指定区域内的目标进行有效识别和准确跟踪,并且弥补了运动目标暂时性停止时无法检测出来的不足。
    23  基于二维熵的人工鱼群材料图像分割方法
    丁贤云,朱煜
    2010, 40(2):210-214.
    [摘要](139) [HTML](0) [PDF 863.76 K](342)
    摘要:
    阈值法是图像分割中的重要方法,并在图像处理中得到了广泛的应用。针对电子扫描显微镜(SEM)摄取的纤维材料图像的自身特性,在预处理的基础上,提出了一种基于二维灰度直方图的人工鱼群图像分割方法。二维直方图的阈值的选取,是一个求全局最优的优化问题,本文将人工鱼群的算法应用于图像分割中,利用人工鱼群算法寻求二维熵的最优值,在实验中,人工鱼群算法收敛速度快,结果稳定,取得了理想的效果。
    24  基于相似三角形匹配的红外与可见光图像配准方法
    陈洁 付冬梅 刘燕
    2010, 40(2):215-218.
    [摘要](230) [HTML](0) [PDF 743.36 K](279)
    摘要:
    提出了一种基于相似三角形匹配的红外与可见光图像配准方法:首先将提取出的Harris角点组成三角形,然后利用本文提出的搜索算法,从红外与可见光图像中找出一对最优的相似三角形,并利用相似三角形的性质,计算出相关的匹配点,最后通过RANSAC算法拟合出配准参数,对图像进行配准。实验结果证明:此算法与传统的基于特征点的图像配准方法相比精度更高,具有较强的鲁棒性,可以解决刚体变换下红外与可见光图像配准的问题。
    25  一种改进的激光伪随机码识别算法研究
    赵开拓 田忠,田丹,李浩
    2010, 40(2):219-222.
    [摘要](118) [HTML](0) [PDF 708.34 K](258)
    摘要:
    针对激光制导信号中的编码没有重复规律的伪随机编码,提出了一种基于传统辗转相减法的改进算法。该算法根据收到的相邻威胁脉冲时间间隔的最大公约数,找到其最小周期,并不断和接收到的信号相比较以纠正误差,并推导了算法停止的关键值limit。通过modelsim进行了仿真验证,达到了预期解码识别的目的。在硬件上,基于XILINX FPGA实现,表明利用该算法可以接收较少的制导信号就能有效地识别出伪随机编码的最小周期,从而能以此为周期发出高频诱骗脉冲,达到准确诱骗的目的。
    26  菲涅耳数字全息在图像加密中的应用
    陈木生
    2010, 40(2):223-226.
    [摘要](193) [HTML](0) [PDF 822.69 K](222)
    摘要:
    基于小波变换和光学菲涅尔变换原理,提出一种新的数字水印算法。首先,原始的水印图像经过离散菲涅尔变换转化成数字全息图,并对数字全息图进行灰度变换;再对宿主图像进行一层小波分解;最后将变换后的数字全息图嵌入到宿主图像较大的小波系数中。实验结果表明,该水印算法具有较强的鲁棒性,能抵抗较大的剪切、有损压缩和滤波等攻击。

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