2010年第7期文章目次

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  • 1  空间目标识别中的激光探测技术
    黄涛 胡惠灵 胡以华 赵楠翔
    2010, 40(7):685-689.
    [摘要](181) [HTML](0) [PDF 1.11 M](841)
    摘要:
    空间目标探测与识别技术是空间资源开发、空间安全等方向应用的前提条件,同其他方式相比,激光探测具有其突出的优势。当前传统的空间监视网是以微波雷达和光学望远镜为基础,激光探测与之相比具有系统简单、效费比高、能探测空间目标多种特征参数的优点。介绍了激光探测空间目标中的空间目标轨道确定、几何形状估计、对装配的光学设备检测和对空间目标的振动识别等几种目标识别技术。最后分析了激光探测在空间目标识别中存在的问题和发展的方向。
    2  激光半主动寻的制导在舰炮反导中的应用研究
    黄义 汪德虎 张明虎 王继堂
    2010, 40(7):690-693.
    [摘要](143) [HTML](0) [PDF 821.09 K](379)
    摘要:
    反舰导弹对水面舰艇构成了致命威胁,中口径舰炮在舰艇防空体现中承担了重要任务,然而舰炮发射普通炮弹对空射击精度低。在分析激光半主动寻的制导炮弹工作原理和中口径舰炮对空射击特点的基础上,构建了发射激光半主动寻的制导炮弹抗击反舰导弹的中口径舰炮武器系统的体系结构,设计了系统的工作流程,研究了系统在现代网络中心战中的运用,分析了系统的战术使用特点,指出了激光半主动寻的制导在中口径舰炮反导中的发展方向。
    3  一种新的双频激光多普勒测速方法的实验研究
    张艳艳 霍玉晶 何淑芳 巩轲
    2010, 40(7):694-696.
    [摘要](178) [HTML](0) [PDF 812.09 K](448)
    摘要:
    提出了一种新的双频激光多普勒测速方法,利用同偏振的双频激光器作为光源,并用两个线偏振光同时传感物体的速度,可以大大提高最高可测量速度。本文分析这种新方法的原理并进行了实验验证。结果表明,利用这种方法可以实现对高速运动物体速度的高精度测量。
    4  薄铷汽室饱和吸收光谱的研究
    荆彦锋 闫树斌 秦丽 任小红
    2010, 40(7):697-699.
    [摘要](161) [HTML](0) [PDF 951.33 K](1315)
    摘要:
    高性能的频率基准在民用、军事领域得到广泛应用。饱和吸收光谱技术是减小多普勒加宽,获得高性能原子钟的有效手段。本文介绍了原子汽室饱和吸收研究的实验装置和实验结果,发现原子汽室必须在适当温度下才能获得明显的饱和吸收光谱。对300 μm厚度的铷汽室,50 ℃时其饱和吸收的相对强度最高,交叉共振峰的相对强度比50 mm厚铷汽室明显减小,分析并解释了减小的原因。实验结论对微型高性能原子钟的研究具有参考价值。
    5  脉冲半导体激光器光束并合技术研究
    吴健华 樊桂花 梁丹华 郭惠超 田野
    2010, 40(7):700-705.
    [摘要](171) [HTML](0) [PDF 1.25 M](675)
    摘要:
    为了提高脉冲半导体激光器达到远场的能量密度,提出采用多个脉冲半导体激光器并合的方法来解决。介绍了光束并合的原理,并且就影响光束并合的因素进行了理论分析与推导,然后采用Matlab模拟分析了各个激光器出光时间同步性对光束合成功率密度与脉宽的影响,以及采用Zemax仿真分析了各个激光器间的轴线平行性以及激光器与准直系统间的同轴性对合成光斑质量的影响,最后通过具体的距离选通实验,验证了光束并合是一种有效地图像提高远场能量密度的手段。
    6  半导体激光阵列光谱压窄及光束整形技术研究
    马建军 张雪 雷訇 王金国 李强
    2010, 40(7):706-709.
    [摘要](155) [HTML](0) [PDF 861.86 K](451)
    摘要:
    采用体布拉格光栅外腔和阶梯镜实现了半导体激光阵列光谱压窄、波长稳定及光束整形。在工作电流为15 A时,输出激光波长锁定在807.7 nm,且不随水冷温度漂移。光谱宽度由自由运转的3.0 nm减小到0.23 nm,且不随注入电流的增加发生明显变化。阶梯镜光束整形和聚焦后,耦合进芯径为600 μm,数值孔径为0.22的光纤,耦合效率为88.6%。
    7  角锥棱镜谐振腔输出模式模拟研究
    刘文兵 钟鸣 夏惠军 何衡湘 衣学斌
    2010, 40(7):710-715.
    [摘要](131) [HTML](0) [PDF 1.25 M](226)
    摘要:
    为了探究角锥棱镜谐振腔输出模式的分布,在考虑角锥棱镜存在二面角加工误差的情况下,采用矩阵光学方法和矢量运算方法,建立了一套角锥棱镜反射模型,给出了角锥棱镜谐振腔输出模式的计算公式及数值模拟计算方法。用傅里叶变换方法和Fox-Li迭代法数值模拟得到了理想角锥棱镜谐振腔及存在二面角加工误差时的角锥棱镜谐振腔的输出模式。模拟结果表明:理想角锥棱镜谐振腔输出模式由六个均匀分布的对称的瓣状结构构成,而存在二面角加工误差的角锥棱镜谐振腔的输出模式中各个区域的强度分布不对称。
    8  红外成像系统作用距离计算
    安成斌 张熙宁 陈盈 殷金坚
    2010, 40(7):716-719.
    [摘要](187) [HTML](0) [PDF 978.75 K](897)
    摘要:
    分析了红外成像系统的几个主要性能参数。根据大气环境条件、目标几何形状以及目标和背景热辐射特征,进行了必要的修正,完成了不同探测及识别要求时系统的作用距离计算。计算可根据理论模型或实验室实测数据进行,并适用于点目标和面目标。
    9  光伏型锑化铟红外探测器开路失效研究
    罗宏
    2010, 40(7):720-724.
    [摘要](169) [HTML](0) [PDF 953.36 K](273)
    摘要:
    主要对光伏型锑化铟红外探测器组件开路失效现象进行分析。选取典型失效产品,通过性能测试、解剖等分析方法,寻找失效原因(金层表面有网状胶存在、引线与金属化层形变不够导致键合失效,芯片材料崩裂等),并对引起失效的机理进行了分析。
    10  紫外DPS中DA控制器的NiosII-IP核设计与实现
    张文静 包西昌 王玲 袁永刚 李向阳
    2010, 40(7):725-728.
    [摘要](130) [HTML](0) [PDF 1.24 M](369)
    摘要:
    详细介绍了GaN基紫外数字像素探测器(DPS)多通道位串行(MCBS)实现方案中共用DAC设备控制器的自定义IP核的设计和功能实现。文中采用基于嵌入式软核NiosII 处理器可编程片上系统(SOPC)设计方法,通过对以12位数模转换芯片TLV5639为控制对象的IP核的仿真和测试,验证了设计的正确性。实验结果表明设计符合性能要求,基于SOPC的IP核设计方法具有较强实用性和通用性。
    11  脉冲激光对CCD探测器有效干扰距离的研究
    张强 汪岳峰 姜楠 侯军燕 段欣涛 张雏
    2010, 40(7):729-735.
    [摘要](108) [HTML](0) [PDF 1.48 M](354)
    摘要:
    估算了脉冲激光在大气环境下对典型CCD探测器的有效干扰距离,为提高激光干扰系统空间布局的合理性提供依据。计算了脉冲激光在近地面传输时的远场功率密度,进行了脉冲激光损伤面阵CCD探测器的实验,得到了造成CCD探测器出现不同损伤情况所需要的近似的激光能量密度值。在此基础上,综合理论计算与实验结果得出结论:波长532 nm、单脉冲能量1 J、脉宽10 ns重复工作频率1 Hz的脉冲激光在1500 m内会严重损伤CCD探测器;在1500~2800 m内会严重干扰CCD探测器;在2800~7000 m内会使CCD探
    12  烟幕对激光的干扰特性研究
    刘本利 王红霞 竹有章 梁栋 王连家 宋增吉
    2010, 40(7):736-739.
    [摘要](197) [HTML](0) [PDF 1.35 M](703)
    摘要:
    为了研究碳黑球形粒子和石墨球形粒子对1.06 μm和10.6 μm激光的消光特性,基于Mie理论计算了粒子的消光系数,利用朗伯-比尔定律计算了透过率与烟幕厚度的关系。研究表明:碳黑粒子和石墨粒子都存在一个最佳粒径,使粒子对激光的消光性能达到最好,并且粒子半径较小时吸收起主要作用,粒子半径大时是散射和吸收两者共同作用;粒径在0.05~0.16 μm范围内时,石墨粒子的消光性能好于碳黑粒子,其他区域内则是碳黑粒子的消光性能好;得到了粒径具有对数正态分布时透过率与烟幕厚度的关系曲线,对实际作战应用具有一定的
    13  熔拉与腐蚀光纤探针传输特性的研究
    杨修文
    2010, 40(7):740-743.
    [摘要](100) [HTML](0) [PDF 1.00 M](296)
    摘要:
    用实验方法测量了用熔拉或腐蚀的方法制备的光纤探针的传输效率随光纤圆锥角的变化关系,作出传输效率曲线,通过测定光纤探针传输效率的实验,我们看到:在小锥角的情况下,用熔拉法制备的光纤探针与腐蚀的方法制备的光纤探针的传输效率基本相同。在大锥角的情况下,用腐蚀法制备的光纤探针传输效率高于熔拉的方法制备的光纤探针的传输效率。在锥角为50.4°时,腐蚀的光纤探针传输效率为78.8%,熔拉的光纤探针传输效率为76.6%。在相同的条件下,两者的传输效率的差别随入射光波长的增加而下降。
    14  高功率激光发射系统的一级扩束设计
    邵帅 高云国 郭劲
    2010, 40(7):744-747.
    [摘要](112) [HTML](0) [PDF 1016.92 K](907)
    摘要:
    针对高功率激光发射系统对一级扩束的要求(即光束质量和扩束倍率都得到较好的保证),研究了高功率激光一级扩束系统。从激光扩束系统的类型、镜体基材选取等方面论述了高功率激光发射系统的一级扩束设计过程。首先,通过分析扩束系统类型,设计了离轴无焦卡塞格林扩束系统;然后,对高功率激光反射镜基底材料选取进行分析,确定了采用金属无氧铜作为镜体的基底材料;最后,对设计结果分别进行了定性和定量检测。结果表明,该一级扩束系统的波相差为0.538 λ(λ=0.6328 μm),该系统像质好,性能优良,是一种可以被广泛采用的强
    15  实现光学被动热补偿的非制冷红外双焦光学系统
    白瑜 邢廷文 杨建峰 林妩媚 王虎 牛丽红
    2010, 40(7):748-751.
    [摘要](156) [HTML](0) [PDF 889.36 K](522)
    摘要:
    分析讨论了光学系统热补偿设计的几种方式,并基于衍射光学元件特殊的热差特性,将衍射元件应用于非制冷红外双焦光学系统实现光学被动热补偿。ZEMAX光学设计软件分析结果表明,该系统在规定温度范围内成像良好,温度对双焦光学系统的影响不大。
    16  传输-散射理论设计LED照明导光板的研究
    鲁琛 方宗豹 申溯 陈林森
    2010, 40(7):752-756.
    [摘要](258) [HTML](0) [PDF 962.55 K](460)
    摘要:
    基于传输-散射理论设计了用于LED照明的导光板网点结构。导光板网点具有直径40 μm,高度10 μm的微凹透镜结构,依据传输-散射理论对导光板分区并获得各分区域中的微透镜排布参数。为了验证所提出的网点排布能够实现导出光的高均匀性,建立了尺寸为70.0 mm×41.5 mm的微透镜结构的LED导光板模型,并利用光线追迹的获得了90%的均匀度。本文所提出的方法可用于高均匀度LED照明的导光板设计。
    17  带反馈双波导耦合微环共振器光学特性的理论研究
    初单萍 陆颖 姚建铨
    2010, 40(7):757-761.
    [摘要](259) [HTML](0) [PDF 821.09 K](715)
    摘要:
    设计了一种带反馈的双波导微环耦合结构,利用传输矩阵法得到了透过率公式和相移公式。根据透过率公式,得到了随相移变化的非对称类Fano共振曲线。详细分析了各耦合区的透射系数对透过率曲线的影响,得知在t1=t2=t3=0.2条件表现出的滤波特性比不带反馈的结构要好。在该条件下,微环和直波导的损耗系数都对透过率的影响比较敏锐,当损耗从0.8变到1时,透过率峰值几乎从0变到1。除此之外,透过峰附近的延迟系数达到29.1,所以该结构还可以用作光延迟
    18  两种光子晶体滤波器性能的比较
    李文胜 付艳华 张琴 是度芳
    2010, 40(7):762-765.
    [摘要](167) [HTML](0) [PDF 935.22 K](192)
    摘要:
    利用传输矩阵法,通过分别计算由高折射率介质与金属叠加而成的多层膜和由高、低折射率介质交替排列、中间含有间隔的复式膜的透射率,比较了与这两种膜对应的多层膜滤波器和复式膜滤波器的滤波特性。结果表明:多层膜滤波器的角度宽容性较好,但单色性和透射性较差,此类滤波器适合于入射角变化大,但对单色性和透射性要求不高的情况。而复式膜滤波器的性能恰好和多层膜滤波器的相反,特别适合小角度入射的情况。
    19  二维硅基三角形气孔光子晶体的带隙分析
    赵优美 李双 王凤翔 秦希峰
    2010, 40(7):766-769.
    [摘要](116) [HTML](0) [PDF 919.57 K](280)
    摘要:
    研究了以硅为背景介质周期性排列的等边三角形气孔构成的三角晶格二维光子晶体,把平面波展开法用于光子晶体能带结构的数值研究,分别改变等边三角形气孔边长、晶格常数和晶格基元旋转角度,研究带隙变化规律。研究结果表明:三角形气孔边长、晶格常数和晶格基元旋转角度的适当改变可以使光子晶体出现完全带隙,优化结构参数给出了一个完全带隙。
    20  Kronig-Penney能带模型的MATLAB分析与计算
    王忆锋 唐利斌
    2010, 40(7):770-774.
    [摘要](212) [HTML](0) [PDF 818.96 K](798)
    摘要:
    综合利用MATLAB提供的求解常微分方程、矩阵行列式、代数表达式化简及绘图等函数,可使Kronig-Penney能带模型分析计算的工作量大为减少。讨论了Kronig-Penney模型衍生的相关概念和现象。该方法具有编程简单,使用方便、实用性强等特点。
    21  基于过渡区提取的红外运动目标检测
    许文武 段先华
    2010, 40(7):775-778.
    [摘要](162) [HTML](0) [PDF 845.72 K](242)
    摘要:
    针对复杂动态场景下的红外目标检测问题,提出了一种基于交叉熵的过渡区提取的红外运动目标检测方法。该方法首先使用帧差法和背景差分法相融合的检测方法,对红外图像进行差分处理,然后采用基于交叉熵的过渡区分割算法二值化图像,最后进行形态学滤波,从而检测出完整的红外目标。实验结果表明,该方法目标检测效果比较好,能满足红外运动目标检测的需要。
    22  基于变差函数的红外图像预处理算法
    赵翠芳 史彩成 张长江 汪晓东
    2010, 40(7):779-783.
    [摘要](243) [HTML](0) [PDF 1.89 M](378)
    摘要:
    提出一种基于变差函数的红外背景图像预处理算法。通过分析红外目标、背景及噪声的变差函数特性,采用变差函数对红外图像进行纹理分析,研究基于变差函数的目标检测预处理算法。实验表明:此算法对空间和时间相关性强的云背景具有良好的抑制作用,能有效地提高目标信杂比。
    23  卫星红外图像点目标检测预处理
    盖芳钦 王春梅 卞春江 孟祥龙
    2010, 40(7):784-787.
    [摘要](146) [HTML](0) [PDF 1.26 M](423)
    摘要:
    对卫星红外图像点目标检测预处理方法做了研究,采用线性滤波器和非线性滤波器并行对图像进行预处理,仿真实验表明该方法可以在保证很高的检测率的同时大大降低虚警率,为后续处理提供有力支持。算法简单可行,利于硬件实现。
    24  一种基于边缘方向的双线性插值方法
    龚昌来 罗聪 杨冬涛
    2010, 40(7):788-791.
    [摘要](293) [HTML](0) [PDF 1.15 M](931)
    摘要:
    针对传统的双线性插值存在的图像边缘模糊问题,本文提出一种改进方法。首先根据插值点的几何位置及邻点的灰度大小,确定插值点灰度的梯度方向和边缘方向,然后沿边缘方向进行双线性插值。该方法可实现沿任意边缘方向的插值,并且计算简单。实验结果表明,该方法与传统的双线性插值法相比,插值图像的平均梯度增加而均方误差减小,有效地提高了插值图像的质量。
    25  实时监控激光全息干版的稳定度
    王云志
    2010, 40(7):792-794.
    [摘要](161) [HTML](0) [PDF 783.02 K](416)
    摘要:
    激光全息实验中稳定度的问题一直是一个难以避免的难题,本次实验把压力传感器引入激光全息实验中,并设计了相关的控制程序,可以实时监控、实时调整激光全息干版的稳定度,经实验验证,取得了很好的效果,节省了拍摄的时间,由原来的1~2 d减少到现在的0.5~1.5 h,使全息图拍摄的成功率提高到90%以上。
    26  离轴数字全息零级像的空域滤波预处理消除法
    朱余良 周皓 顾济华
    2010, 40(7):795-798.
    [摘要](107) [HTML](0) [PDF 862.74 K](364)
    摘要:
    基于离轴数字全息记录特点和数字图像处理技术,提出了一种消除离轴数字全息零级像的有效方法。该方法只需记录一幅数字全息图,无需增加实验装置的复杂性,直接对数字全息图在空域进行预处理,就可消除数字全息再现时的零级像。与一些消除零级像的现有方法相比较,该方法具有算法简单,处理速度快的优点,所提出的方法通过实验得到验证。

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