2010年第8期文章目次

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  • 1  红外双波段成像系统的研究与发展
    张兴德 李荣刚 刘琳 贺谊亮
    2010, 40(8):801-804.
    [摘要](392) [HTML](0) [PDF 1.69 M](860)
    摘要:
    红外双波段成像系统利用探测不同波长的红外辐射提高装备的侦察能力。本文讨论了分体式红外双波段成像系统的实现方式及技术途径,分析了分孔径和共孔径系统各自的特点,探讨影响双波段红外图像处理质量的因素及处理方法;最后介绍了双色探测器的发展及应用。
    2  水果内部品质近红外动态在线检测研究进展
    潘圆媛 刘燕德 孙旭东
    2010, 40(8):805-810.
    [摘要](293) [HTML](0) [PDF 2.41 M](329)
    摘要:
    近红外光谱技术具有无损检测、分析效率高、速度快、重现性好,适于现场检测和在线分析等特点,并已渗入到各个领域,在提高生产技术水平和改善产品质量方面发挥着重要作用。本文简述了水果近红外光谱在线检测原理和方式及动态在线检测装置的组成,并介绍了在线检测的控制过程及在线检测分析软件。总结了国内外近红外光谱技术在水果内部品质在线检测与分级方面的应用情况,并分析水果内部品质在线检测与分级中存在的问题,指出了水果内部品质近红外光谱在线检测的进一步研究方向。
    3  硅基光波导材料的研究
    陈媛媛
    2010, 40(8):811-816.
    [摘要](310) [HTML](0) [PDF 825.01 K](1602)
    摘要:
    光波导是集成光路及其元器件中最基本的构成单元。本文介绍了各种不同类型的光波导材料的特性。硅材料作为目前研究得最透彻的半导体材料,它在光电子领域的应用也是令人关注的。硅基光波导材料种类繁多,主要包括聚合物、外延硅/重掺杂硅、SiO2,SOI和SiGe/Si等。硅基光波导材料是实现硅基光波导器件的基础,本文阐明了它们各自的特点和应用前景。其中聚合物、SiO2和SOI波导是目前研究的热点。
    4  测风激光雷达应用于机场能见度及云底高探测
    熊兴隆 闫朴 蒋立辉 庄子波
    2010, 40(8):817-820.
    [摘要](398) [HTML](0) [PDF 1.25 M](547)
    摘要:
    直接探测多普勒测风激光雷达通过探测大气后向散射信号的多普勒频移来反演风速。分析了上述后向散射信号在大气能见度和云底高探测上应用的可行性。选择了Klett方法反演大气能见度,并设计了分段计算云底高的流程。根据上述算法编写了反演程序并对激光雷达数据进行处理。与外场观测记录对比,得出了反演结果与目测基本吻合的结论。
    5  400~1400 nm脉冲激光辐射人眼安全分析
    潘秋娟 杨艳 常亮 王懿
    2010, 40(8):821-824.
    [摘要](256) [HTML](0) [PDF 795.20 K](906)
    摘要:
    介绍了美国ANSI Z136.1激光安全标准及波长为400~1400 nm的激光对视网膜光谱危害区域最大辐射量的确定规则,列出了最大许可辐射量,人眼激光危害距离等参数的计算方法,对此光谱区激光的飞机人眼危害范围和防护眼罩光密度选定方法进行分析,并以国际卫星激光测距网的常规卫星激光测距站所采用的激光器为例分析了激光人眼安全参数和对策,这对从事激光相关工作人员在评估激光对人眼危害时具有较高的参考价值。
    6  利用拉曼光谱研究光动力作用对C6胶质瘤细胞的杀伤效应
    刘婉华 刘健 刁振琦 唐伟跃
    2010, 40(8):825-829.
    [摘要](242) [HTML](0) [PDF 874.37 K](242)
    摘要:
    在光敏剂浓度和光剂量一定的条件下,利用拉曼光谱技术研究光敏剂不同孵育时间对C6胶质瘤细胞光动力杀伤效应。实验分5个实验组(光敏剂孵育时间1 h,3 h,6 h,9 h和1个对照组),采集5组C6胶质瘤细胞的拉曼光谱。结果显示:与核酸和蛋白质相关的谱线,峰强和峰位都有很大的变化,孵育时间为1 h的谱线,各峰强度变化较小;孵育时间为6 h的谱线,各峰强度变化最大;孵育时间为9 h的谱线,各峰强度变化进入平台期。实验结果表明:在一定的时间范围内,光动力作用对C6胶质瘤细胞光动力杀伤效应,与光敏剂孵育时间成正相关
    7  肝组织激光间质热疗温度与热损伤区域研究
    戴丽娟 花国然 钱志余 钱爱平 吕操君
    2010, 40(8):830-833.
    [摘要](234) [HTML](0) [PDF 1.50 M](177)
    摘要:
    基于光子传输理论,首先采用蒙特卡罗方法和Pennes生物传热方程模拟了肝组织激光间质热疗在不同功率不同加热时间下的温度分布,然后进行相应参数下的猪肝离体实验,获取相应的中心温度和热损伤区域大小,最后对理论模拟与离体实验的结果进行对比。对比结果表明:离体实验的中心最高温度低于对应的理论模拟值,理论模拟的53 ℃温度等高线椭圆长、短轴能较好的预测实际的热损伤区域大小。
    8  用于HF激光器的气体火花开关特性研究
    唐影 易爱平 朱峰 黄珂 于力 钱航 傅汝廉
    2010, 40(8):834-838.
    [摘要](246) [HTML](0) [PDF 968.72 K](217)
    摘要:
    气体火花开关是放电激励脉冲HF激光器的关键部件之一,其性能直接影响激光器的正常运转。本文介绍了气体火花开关的设计,并对其静态自击穿特性和动态触发特性进行了实验研究。实验结果表明:在开关工作气压为0.1~0.4 MPa情况下,静态自击穿电压约10~30 kV,且稳定性较好;在触发电压前沿约20 ns,幅值约45 kV的情况下,欠压比大于80%时,开关时延小于120 ns,开关抖动小于6 ns;开关具有较大的工作范围,约为55%~60%。开关用于放电激励脉冲HF激光器,实现了激光器稳定运行。
    9  激光声遥感技术中激光器的应用设计
    田作喜
    2010, 40(8):839-842.
    [摘要](234) [HTML](0) [PDF 853.22 K](192)
    摘要:
    从激光器类型、激光脉冲能量、激光脉冲宽度、导光及聚焦等方面对激光声遥感技术中应用的激光器提出了具体的技术要求,并重点介绍了如何通过在激光器中采用特殊结构的非稳腔、精确的放电腔、Fitch脉冲电压发生器、望远镜聚焦系统等设计思想来实现以上技术要求。应用效果表明,根据以上设计思想研制出的二氧化碳激光器能够满足激光声遥感应用要求。
    10  大功率脉冲TEA CO2激光器控制系统设计
    孟范江 杨贵龙 李殿军 郭劲 郭立红 邵春雷
    2010, 40(8):843-846.
    [摘要](246) [HTML](0) [PDF 867.18 K](258)
    摘要:
    大功率脉冲TEA CO2激光器不仅设备复杂,而且具有高电压、高激光功率、强电磁干扰的特点。本文采用工控机、可编程控制器和触摸屏,设计并实现了两级分布式大功率脉冲TEA CO2激光器控制系统。详细阐述了系统硬件和软件的设计方案及实施过程。实际应用表明,该控制系统工作稳定可靠,具有较好的实际应用价值。
    11  半导体激光器阈值电流测试方法研究
    杜海涛 邹建 姬兴
    2010, 40(8):847-850.
    [摘要](224) [HTML](0) [PDF 899.23 K](1223)
    摘要:
    介绍了一种基于单片机和虚拟仪器技术的半导体激光器阈值电流的测量方法,以单片机为核心设计了半导体激光器的驱动电路以及驱动电流和光功率的的采集电路,并实现了与PC机的通信。利用虚拟仪器技术实现对单片机的控制、参数设定、数据处理和存储、PI曲线的显示以及阈值电流的求解。实验结果表明:利用两段直线拟合法求得的阈值电流最准确,重复测量时可靠性最好。
    12  IRST系统搜索扫描速率对探测距离的影响
    李胜勇 朱强华 李晖宙
    2010, 40(8):851-854.
    [摘要](216) [HTML](0) [PDF 813.30 K](281)
    摘要:
    在搜索状态下的探测距离是搜索跟踪系统的重要性能指标。从搜索状态下系统探测器能量积分的过程进行理论分析,得到了系统扫描速率与系统探测距离之间的关系,导出了扫描速率对IRST系统探测距离影响的关系方程。为IRST系统的综合评估和设计提供了一个重要的依据。
    13  10.6 μm CO2激光对非制冷红外热像仪饱和阈值的实验研究
    车进喜 张恒伟 王东 张雷 董泽俊
    2010, 40(8):855-859.
    [摘要](258) [HTML](0) [PDF 1.03 M](489)
    摘要:
    用适当波长的激光器,对红外成像系统进行干扰,是光电对抗领域的一个研究热点。本文采用波长为10.6 μm的CO2脉冲激光器,通过漫反射板反射激光能量到320×240多晶硅非制冷焦平面红外热像仪,进行激光干扰红外成像系统的实验。通过实验,得到了红外热像仪的饱和辐照阈值,并通过理论分析,推导出在一定距离上,使红外热像仪发生饱和干扰情况所需的激光能量值。
    14  光孤子脉冲保形传输的数值分析与讨论
    蔡托 张小伟 丁三红
    2010, 40(8):860-864.
    [摘要](224) [HTML](0) [PDF 998.13 K](146)
    摘要:
    基于光孤子传输所遵从的非线性薛定谔方程(NLSE),参照相关的实验数据,借助MATLAB的计算和绘图功能对光孤子脉冲在普通单模石英光纤中得以保形传输的条件进行了数值模拟,得到了在给定光纤参数下孤子脉冲的截止脉宽。
    15  后向散射式激光探测系统电磁兼容问题的研究
    梁善勇 王江安 程宇
    2010, 40(8):865-869.
    [摘要](243) [HTML](0) [PDF 884.26 K](170)
    摘要:
    在后向散射式激光探测系统中,脉冲激光器产生的强电磁辐射会对系统内其他组件造成干扰。针对激光探测系统电学设计中出现的电磁兼容性问题,采用电源隔离、铺地、屏蔽的方法增强接收组件抗干扰能力,特别设计了雪崩光电二极管组装方案,管脚寄生电感降低约73.2%,使85%的APD面积被有效屏蔽,接收组件抗干扰能力大大增强。为保证强电磁干扰下的有效通信,硬件上分别采用超五类双绞线和RS-422两种总线结构,软件上人为增加冗余性,设计了自动检错功能和闭环检错重发机制,提高了通信的可靠性。
    16  近海面光学与微波波段大气折射率结构常数比较分析
    任席闯 王江安 吴荣华
    2010, 40(8):870-873.
    [摘要](239) [HTML](0) [PDF 812.05 K](477)
    摘要:
    大气湍流的变化影响红外和雷达波的传输,红外波段和微波波段在近海面受大气湍流的影响不同。折射率结构常数表征大气湍流强度,本文对近海面大气环境下的光波段和雷达波段传输的湍流强度做了理论计算和仿真分析,结果表明,在近海面气象条件下,各种光波长湍流强度比较接近,且大于微波波段湍流强度;光波段和微波波段湍流强度都随气海温差增大而增强。
    17  微波辐照对感光细胞蛋白结构影响的光谱分析
    陈鹏 梁洁 马萍 宋战军 单清 杨在富 康宏向 王长振 钱焕文
    2010, 40(8):874-876.
    [摘要](280) [HTML](0) [PDF 781.92 K](398)
    摘要:
    研究高功率微波(HPM)照射后感光细胞中膜蛋白分子结构的改变,以探讨HPM的损伤机制。选取大鼠视网膜感光细胞外节层作为研究对象,通过对FT-IR图谱酰胺Ⅰ带中蛋白质二级结构的各吸收峰进行定量分析,观察HPM照后蛋白质分子结构的改变情况。结果显示HPM照后外节出现了膜蛋白二级结构吸收峰的位移和吸收值的改变。该研究表明HPM照射可使视网膜感光细胞的膜蛋白质构象发生改变,导致蛋白质结构稳定性下降和蛋白生物功能的破坏。
    18  切换式红外三视场光机组件的设计
    温庆荣 徐明轩
    2010, 40(8):877-879.
    [摘要](247) [HTML](0) [PDF 1010.42 K](266)
    摘要:
    针对切换式红外三视场光学系统的需求提出了一种新型的机械传动设计方案,采用直流微电机配合直齿轮-锥齿轮以及凸轮运动的方式实现三视场的切换功能,具有结构简单、切换快速、可靠性和定位精度高等特点。
    19  离子源辅助红外探测器窗口减反膜的制备
    冯利 傅晶晶
    2010, 40(8):880-883.
    [摘要](196) [HTML](0) [PDF 818.39 K](187)
    摘要:
    硫化锌(ZnS)作为红外探测器窗口广泛地应用于红外技术中,为了提高ZnS在7~12 μm 使用波段的光学透过率和机械强度,选择YF3和YbF3两种红外低折射率膜料分别与ZnS进行匹配,设计并在离子源的辅助下制备出了两种该波段的红外减反膜,并进行了性能的对比。结果显示两种膜系在要求范围内都达到了平均90%的光学透过率,但是YF3-ZnS减反膜的机械强度相比YbF3-ZnS减反膜较差。
    20  基于3×3耦合器的非平衡光纤Mach-Zehnder干涉仪传输特性研究
    李东 王志怀 曾文锋 黄卫东 张玺 钱超
    2010, 40(8):884-886.
    [摘要](421) [HTML](0) [PDF 810.44 K](221)
    摘要:
    研究了一般条件下基于3×3耦合器的非平衡光纤Mach-Zehnder干涉仪的传输特性。运用波导耦合理论和光纤偏振光传输理论,通过推导,得到干涉仪输出光强、可见度以及相位噪声的表达式,分析了干涉仪三路输出光强之间的相互关系,以及可见度、相位噪声与干涉仪输入光偏振态之间的关系。
    21  二维光子晶体TM波初边值问题的MATLAB矩阵分解算法
    王忆锋 唐利斌 岳清
    2010, 40(8):887-891.
    [摘要](203) [HTML](0) [PDF 839.22 K](423)
    摘要:
    介绍了求解二维光子晶体TM波初边值问题的一种MATLAB矩阵分解算法,该算法首先利用绝对稳定的古典隐格式差分将TM波表示为矩阵模型,再借助蛙跳采样分离出有关磁场分量和电场分量的矩阵方程,其求解可以通过调用MATLAB矩阵左除命令完成。该方法具有概念简单、使用方便、实用性强等特点。
    22  三代半导体材料构成光子晶体能态密度的研究
    宗明吉
    2010, 40(8):892-895.
    [摘要](211) [HTML](0) [PDF 911.77 K](364)
    摘要:
    基于光子晶体广泛应用,本文利用平面波展开法研究了三代半导体材料构成三角晶格光子晶体能态密度分布规律。得到了当Si作为背景材料构成光子晶体在f=0.25时构成最大光子禁带。AlP作为背景材料构成光子晶体在f=0.24时构成最大光子禁带。GaN作为背景材料构成光子晶体在f=0.3时构成最大光子禁带。三代半导体构成光子晶体对应最大光子晶体禁带宽度较第一二代逐渐增大,研究结果为光子晶体器件的构造提供理论依据。
    23  基于非对称量子阱的太赫兹波调制器
    朱能念 姚建铨 徐小燕 李忠洋 邴丕彬 徐德刚
    2010, 40(8):896-900.
    [摘要](222) [HTML](0) [PDF 1.21 M](374)
    摘要:
    主要研究了一个特殊的GaAs/AlGaAs非对称量子阱中的线性和三阶非线性太赫兹波吸收系数和介质折射率的相对改变。首先利用量子力学中的密度矩阵算符理论和迭代方法导出了线性和三阶非线性光吸收系数和相对折射率改变的表达式,然后以典型的阶梯型量子阱材料为例做了数值计算。计算表明,基于泵浦光场和偏置电压控制的太赫兹波调制器不仅可以做太赫兹波开关,还可以灵活地调制太赫兹波信号的强度和相位,方便实用。
    24  掺氧氮化硅发光二极管的发光特性研究
    黄锐 王旦清 王祥 陈坤基
    2010, 40(8):901-903.
    [摘要](237) [HTML](0) [PDF 825.71 K](434)
    摘要:
    采用等离子体增强化学气相沉积方法低温制备非晶氮化硅薄膜,在低温下以氧气为气源,等离子体氧化非晶氮化硅薄膜,以这层薄作为有源层制备电致发光器件。实验结果表明以此方法制备的器件在正向偏置电压下可观测到强烈的黄绿光,发光峰位于540 nm,而且电致发光开启电压低,仅为6 V,功耗小。光致发光谱和电致发光谱测量表明发光来自同一种发光中心,即与Si-O相关的发光中心。
    25  一种逆合成孔径激光雷达成像算法
    杨小优 池龙 何劲 雷强 张群
    2010, 40(8):904-909.
    [摘要](268) [HTML](0) [PDF 1.20 M](318)
    摘要:
    逆合成孔径激光雷达是一种能实现对运动目标超高分辨实时成像的主动式有源成像雷达。该雷达系统发射的激光信号具有超高频率和超大带宽的特点,因此,微波波段逆合成孔径雷达针对常规目标所采用的回波信号模型不再适用。针对这一问题,给出了适用于逆合成孔径激光雷达的运动目标回波信号模型,分析了激光信号的超高频率带来的脉内多普勒效应,利用基于参考点的运动补偿方法,在匹配滤波处理后通过包络对齐实现对运动参考点轨迹的精确估计,最终获得了精确的参考信号,实现了对运动目标的超高分辨二维成像。仿真结果验证了该算法的有效性。
    26  基于空间直方图的海杂波背景下红外目标跟踪
    蔡念 张楠 张海员
    2010, 40(8):910-916.
    [摘要](383) [HTML](0) [PDF 6.79 M](302)
    摘要:
    空间直方图融合了目标的灰度分布信息和灰度的空间分布信息,比传统的灰度直方图更具有目标鉴别能力。为实现海杂波背景下稳健跟踪红外目标,本文在基于粒子滤波算法的红外目标跟踪系统框架中,将加权样本集表示红外目标的状态后验概率分布;采用简单的随机漂移模型表示系统状态模型;利用目标区域的空间直方图描述红外目标,其中通过核概率密度估计建立红外目标的灰度分布,然后统计灰度分布的空间信息建立空间直方图;通过空间直方图的相似度定义来建立系统观测概率模型,最终提出一种在海杂波背景下的基于空间直方图的粒子滤波红外目标跟踪算法。实

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