• 2010年第9期文章目次
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    • >综述与评论
    • 国外空间激光应用技术研究进展

      2010, 40(9):919-925.

      摘要 (686) HTML (0) PDF 6.22 M (759) 评论 (0) 收藏

      摘要:对国外在激光技术应用于空间科学研究和工程项目的情况进行了介绍。以激光在空间技术中的用途为索引,对国外在此类应用中所开展的研究项目、技术状态和进展情况进行了介绍。其中有些技术已比较成熟,有些技术尚处于研究和发展阶段。希望提供更多的信息,供研究人员参考。

    • 军用光学整流罩技术研究的进展

      2010, 40(9):926-931.

      摘要 (554) HTML (0) PDF 2.13 M (1104) 评论 (0) 收藏

      摘要:光学整流罩广泛应用于机载、弹载等军用光电系统中,对成像功能的实现起着非常关键的作用。首先介绍了整流罩的设计要求与研究概况,然后讨论了整流罩的研制工艺、检测手段、试验方法等,最后简述了光学整流罩研究的最新技术动态。基于国内外研究技术状况的进展,对军用光学整流罩的技术发展方向等进行了探讨。

    • 激光销毁弹药若干问题的研究

      2010, 40(9):932-935.

      摘要 (476) HTML (0) PDF 686.00 K (486) 评论 (0) 收藏

      摘要:阐释了激光打孔侵彻销毁弹药基本原理,评述和分析了当前激光打孔实验、仿真以及激光辐照带壳含能材料研究现状,探讨了激光销毁弹药热点问题。

    • 波前编码景深延拓研究进展

      2010, 40(9):936-940.

      摘要 (452) HTML (0) PDF 723.51 K (915) 评论 (0) 收藏

      摘要:波前编码成像技术(WFC)是一种用于景深延拓非常有效的光数混合图像处理技术,本文在简单介绍WFC技术基本原理的基础上,分层次系统介绍了WFC技术的最新设计理论和现实指导意义,举例说明了WFC技术的实际应用价值,最后对波前编码成像技术现状和未来做了简单探讨。

    • >激光应用技术
    • 激光诱导Ni等离子体电子温度与电子密度的时空演化特性研究

      2010, 40(9):941-944.

      摘要 (561) HTML (0) PDF 1.45 M (434) 评论 (0) 收藏

      摘要:在实验上通过测定原子谱线的相对强度和Stark加宽、线移,计算了激光诱导Ni等离子体的电子温度和电子密度,通过改变光谱信号与激光脉冲之间的延迟时间及移动成像透镜的位置,研究电子密度和温度这两个重要参数与延时、空间位置之间的关系。实验结果表明:电子温度及电子密度与延时、空间位置密切相关,在时间分辨中,等离子体的电子温度和电子密度与延迟时间都成指数衰减;在空间分辨中,电子温度和电子密度与距靶面空间距离都呈Lorentz线型。

    • MSM激光距离成像雷达中线性调频信号的产生

      2010, 40(9):945-949.

      摘要 (469) HTML (0) PDF 1.81 M (523) 评论 (0) 收藏

      摘要:MSM激光距离成像雷达将微波雷达中调频测距原理应用到激光雷达,采用一个线性调频的射频副载波调制激光输出强度。本文提出了雷达中调频信号发生器产生宽带线性调频信号的设计思路,并着重阐述DDS+PLL实现宽带线性调频的过程。首先建立四阶二型锁相环架构,分析其对DDS产生的线性扫频信号实现频率稳态跟踪的可能性,然后进行锁相环锁频的初步仿真并得到环路基本参数,最后在输入DDS产生的线性扫频信号前提下仿真环路的频率跟踪性能。仿真结果表明四阶二型锁相环实现了对DDS产生的线性扫频信号的频率跟踪及频带扩展,满足了雷达距离精度对线性调频信号的宽频带要求。

    • 基于905 nm激光器的激光跟踪系统研究

      2010, 40(9):950-953.

      摘要 (443) HTML (0) PDF 2.15 M (303) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对四象限光电探测器结构及激光跟踪原理的分析,利用905 nm半导体激光器作为指示光源,制作了一套四象限光电定位跟踪系统。在室内实现了搜索和跟踪定位,对8 m处的目标进行了跟踪,并测试了激光的发射波形以及展宽电路的采样信号,跟踪精度达±2.5 mrad。通过实验对该系统进行的跟踪测试,证明该系统不但体积较小而且稳定、准确。与传统的激光跟踪系统相比,半导体激光跟踪系统可以适应更多的应用环境,有着更加广泛的应用前景。

    • 激光在粉尘媒质中传输的模拟实验研究

      2010, 40(9):954-956.

      摘要 (484) HTML (0) PDF 721.41 K (446) 评论 (0) 收藏

      摘要:为克服大气信道的随机性,重点研究单一介质对光束传输特性的影响。建立了室内模拟实验系统,在此基础上对不同浓度、不同种类的粉尘颗粒进行模拟传输实验。根据实验测量数据拟合出粉尘浓度与透射率满足指数关系,符合朗伯-比尔定律。测试数据结果与大气散射理论相符合,实验结果和实验方法对研究大气对光的作用具有一定的参考价值。

    • >激光器技术
    • 激光二极管端面泵浦Nd∶YVO4混合腔板条激光放大器

      2010, 40(9):957-960.

      摘要 (479) HTML (0) PDF 1.96 M (580) 评论 (0) 收藏

      摘要:选用光束质量接近衍射极限的种子激光器作为主振荡级激光器的功率放大系统可以同时获得较高的输出功率和良好的光束质量。由于板条晶体的特有尺寸,使得种子激光可以多次通过板条晶体,因此有利于实现高提取效率的激光放大器。Nd∶YVO4晶体因为具有比Nd∶YAG更大的受激发射截面和吸收截面、更宽的吸收谱线、输出偏振光等,因而在放大器中应用较多。本文采用侧泵Nd∶YAG棒激光器作为LD端面泵浦Nd∶YVO4混合腔板条激光放大器的种子激光器,种子激光通过整形后,往返3次通过激光晶体实现了功率的放大。实验中在泵浦功率140.9 W,种子功率3.2 W,重复频率20 kHz时,获得了29.5 W的激光输出,提取效率为21.2%,斜效率为35%。

    • 功率自适应LD开关电源的设计

      2010, 40(9):961-964.

      摘要 (494) HTML (0) PDF 783.08 K (377) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计了一种基于开关电源的具有功率自适应功能的半导体激光器(LD)驱动电源,以单片机作为控制核心,结合外围硬件系统,利用PID算法,通过改变开关电源绝缘门极晶闸管(IGBT)的占空比实现了LD的恒流驱动和功率自适应调节。经实验证明,该驱动电路纹波系数低、效率高,光功率输出稳定度优于0.5%,可满足LD实际工作的需要。

    • >红外技术及应用
    • 基于有限元法的运动装甲车辆温度模型分析

      2010, 40(9):965-969.

      摘要 (422) HTML (0) PDF 1.06 M (445) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对电子对抗装甲车辆强红外辐射所引起的战场生存能力和战斗力的下降,构建装甲车辆的温度模型。综合考虑辐射、对流和热传导三种传热方式,利用有限元法,通过划分区域、确定节点、建立控制方程、确定边界条件、方程离散和迭代求解代数方程,给出了温度模型的数学描述并对该模型进行数值模拟。结合算例将得到的车体典型部位的温度分布与相同条件下的实测数据进行对比分析。实验分析表明,运用有限元法的计算结果能够很好地逼近实测数据,具有较高精度。

    • 中红外光谱和分层抽样法应用于野生菌的快速鉴别

      2010, 40(9):970-975.

      摘要 (392) HTML (0) PDF 735.87 K (510) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用傅里叶变换红外光谱技术结合分层抽样法对4种牛肝菌进行鉴别研究。分别测试了4种牛肝菌99个样品的FTIR光谱,结果表明其主要成分为蛋白质、多糖等物质。它们的光谱特征极其相似,难以从表观上直接对其鉴别,利用分层抽样法对它们原始光谱与一阶导数光谱进行相似度比较,给出的匹配结果表明,原始光谱的匹配结果反映了未知样品鉴别的正确率达到了98%,而一阶导数光谱匹配正确率达到了100%。因此,傅里叶变换红外光谱结合分层抽样可以快速、方便地对不同种野生蕈菌进行鉴别分类,为大型的蕈菌系统正确分类提供了一种潜在的方法。

    • >光电对抗
    • 激光复合探测技术研究

      2010, 40(9):976-980.

      摘要 (453) HTML (0) PDF 3.97 M (525) 评论 (0) 收藏

      摘要:激光复合相关探测技术是提高激光探测系统性能的有效手段。通过分析两种激光告警模式——单元探测器和成像传感器的特点,单元探测器型的灵敏度高,反应时间短,而成像型是定位精度高;明显的不足是前者定位精度低,而后者灵敏度较低,反应时间较长。对此,探索结合两种模式相结合的复合探测技术,保持两者原有的优点的同时,尽可能地克服彼此的不足,达到扬长避短,优势互补的目的。通过实验验证了该方法能有效提高系统探测性能,这对激光探测告警系统设计和优化具有指导意义。

    • 机载定向激光红外对抗技术及仿真研究

      2010, 40(9):981-984.

      摘要 (499) HTML (0) PDF 755.19 K (756) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着红外制导导弹制导与抗干扰能力的不断提高,常规的被动红外干扰载荷的干扰效能逐渐降低。为了减弱敌方红外制导导弹的攻击效果,机载定向激光红外对抗武器系统化被动防御为主动进攻,以其独特的性能成为对抗红外制导导弹的理想武器。设计了激光定向红外对抗系统总体框架,分析了该系统各部件的功能及技术途径,建立了数据流程。通过仿真计算,得出结合载机机动,干扰效果更佳。Abstract:

    • 基于RPPM的烟幕透过率计算方法

      2010, 40(9):985-988.

      摘要 (463) HTML (0) PDF 730.71 K (376) 评论 (0) 收藏

      摘要:当烟幕光学厚度较大时,依据Lambert-Beer定律计算烟幕透过率时会存在较大误差。为了实现高精度求解烟幕透过率,采用数值计算方法,应用随机游走粒子-烟团模式(RPPM)和Vander Hulst近似计算方法,对一级多次散射近似法求解烟幕透过率的算法进行了改进,并以此对一次烟幕测试结果进行了数值模拟。结果表明本文方法能以较高精度对烟幕透过率进行有效计算。

    • 利用正弦光栅探测激光信息的理论研究

      2010, 40(9):989.

      摘要 (633) HTML (0) PDF 1.21 M (641) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用傅里叶变换理论研究了激光以任意角度入射正弦光栅的夫琅和费衍射,并对衍射图像的相对光强分布进行了分析,得到了零级和正负一级明纹中心位置与入射激光信息之间的关系以及对应的明纹宽度。通过数据处理,反向推导出了入射激光的波长和方向与明纹位置的关系,进而获得了计算入射激光参数的方法。根据计算结果提出了采用CCD观测衍射图像、利用DSP高速采集信号和单片机处理数据的样机设计方案。在对样机各类参数进行了论证的基础上,推算了样机性能。

    • >紫外技术
    • GaN基紫外数字像素光电传感器设计与实现

      2010, 40(9):993-996.

      摘要 (658) HTML (0) PDF 1.60 M (702) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍了一种为了获得高速高性能的GaN基紫外数字像素光电传感器的设计和实现。该传感器每个像素单元面积为50 μm×50 μm,包含一个UV光电探测器,一个1位比较器和一个3 T的存储单元,能同时完成对所有像素的A/D转换。像素内比较器电路中引入了一个自动复位电路用以实现数字相关双采样功能,并可以增加峰值信噪比以及动态范围。电路采用CSMC DPTM 0.5 μm CMOS工艺流片实现,初步的功能实验结果验证这一数字传感器能正常工作。

    • >光电技术与系统
    • 目视万能工具显微镜的影像测量应用研究

      2010, 40(9):997-1000.

      摘要 (375) HTML (0) PDF 1.55 M (536) 评论 (0) 收藏

      摘要:在传统目视万能工具显微镜的基础上,使用光学CCD代替人眼采集图像,增加光栅尺和数显表替代原来的投影式读数器,实现了工件测量CCD图像与光栅尺数据的计算机自动采集。根据CCD图像、光栅尺数据及笛卡尔坐标系理论,建立了测量尺寸与光栅尺数据和图像工件边缘位置的数学模型。应用中值滤波、阈值分割对工件图像进行预处理,采用最小二乘法提取工件边缘的位置和方向,并在此基础上结合工件测量数学模型计算得到了被测工件尺寸。

    • 硫化铅红外探测器光电性能自动测试系统设计

      2010, 40(9):1001-1005.

      摘要 (513) HTML (0) PDF 2.25 M (696) 评论 (0) 收藏

      摘要:简要介绍了硫化铅红外探测器光电性能自动测试系统的构造及设计思路。与传统的测试设备相比,自动测试系统具有测试快速准确、操作简单、可靠性高等显著特点。

    • >光学技术
    • 连续变焦光机系统凸轮轮廓设计

      2010, 40(9):1006-1009.

      摘要 (596) HTML (0) PDF 4.06 M (2252) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍了光学连续变焦物镜的工作原理以及光路计算过程。对绘图法设计凸轮轮廓产生误差的原因进行了简单分析。利用Pro/E设计软件,对凸轮零件轮廓进行了三维详细设计,准确还原了连续变焦光学系统中变倍组和补偿组透镜的运动规律,提高了凸轮轮廓的设计精度。

    • >图像与信号处理
    • 基于二代curvelet与wavelet变换的自适应图像融合

      2010, 40(9):1010-1016.

      摘要 (440) HTML (0) PDF 904.03 K (387) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对同一场景红外图像与可见光图像的融合问题,提出了一种基于二代curvelet与wavelet变换的自适应图像融合算法。首先对源图像进行快速离散curvelet变换,得到不同尺度与方向下的粗尺度系数和细尺度系数;根据红外图像与可见光图像的不同物理特性以及人类视觉系统特性,对不同尺度与方向下的粗尺度系数和细尺度系数采用基于离散小波变换的图像融合方法,在小波域中,对低频系数采用基于红外图像与可见光图像的不同物理特性的自适应融合规则,对高频系数采用基于邻域方向对比度与局部区域匹配度相结合的自适应融合规则,然后进行小波逆变换得到融合的curvelet系数;最后,进行快速离散curvelet逆变换得到融合图像。实验结果表明,该方法能够更加有效、准确地提取图像中的特征,是一种有效可行的图像融合算法。

    • 基于蜕化决策树的红外目标检测

      2010, 40(9):1017-1022.

      摘要 (422) HTML (0) PDF 3.30 M (309) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对复杂背景下单帧红外图像中的弱小目标检测的问题,提出一种基于蜕化决策树的检测算法。该算法通过提取红外小目标梯度对比度、邻域灰度分布等多个统计特征,充分利用了各个特征的互补作用,达到了高检测概率和低虚警率。通过对实测数据进行仿真,结果表明该方法能有效检测红外弱小目标。

    • 基于多尺度分形与均值漂移的红外海面舰船目标分割

      2010, 40(9):1023-1026.

      摘要 (513) HTML (0) PDF 779.94 K (465) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于分形检测理论,结合均值漂移滤波算法做了一些红外舰船目标分割提取实验。利用多尺度分形特征MFFK检测舰船目标得到感兴趣区域ROI,去除了感兴趣区域外的大面积背景干扰;对感兴趣区域的分形特征图进行二值化处理再次减少了感兴趣区域内的背景干扰,经过两步去除干扰得到二值目标区域。对二值目标区域进行均值漂移滤波得到真实目标分布点集,最后运用形态学滤波得到舰船目标分割结果。实验结果表明,提出的算法能够提取出舰船目标。

    • Harris角点在金属材料硬度检测中的应用

      2010, 40(9):1027-1032.

      摘要 (458) HTML (0) PDF 3.33 M (332) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了检测金属材料硬度,采用规定形状的压头在抛光材料表面挤压一个不规则方形,测量方形对角线的长度可得出所测材料硬度指标。提出一种利用图像处理技术实现方形对角线长度的精确测量实现材料硬度检测的新方法。应用Harris算子求取方形边缘的角点,再将图像分为四部分后,对每个半边缘进行最小二乘法直线拟合,求得方形的顶角便可得出方形对角线的像素距离。通过对游标卡尺图片进行映射处理求得计算基准,最终得出方形对角线实际长度。实验表明该算法实现了无需人工参与的全自动对角线检测算法精度和速度直接影响了整个检测过程的精度和速度。长度精度达到微米级别,求解材料硬度达到了2%的误差要求。该方法具有很快的计算速度,可用于实时的材料硬度全自动检测工程中。

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