• 2011年第10期文章目次
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    • >综述与评论
    • 用于天文观测的先进红外焦平面技术

      2011, 41(10):1061-1066.

      摘要 (721) HTML (0) PDF 1.19 M (1141) 评论 (0) 收藏

      摘要:红外谱段的天文观测,对知悉太阳构成、探索隐藏宇宙、获取丰富的谱特征以及追溯宇宙早期生命等天文问题的研究具有非常重要的意义[1]。但对于覆盖1 μm~x mm非常宽泛谱段的探测,需要运用不同类型的红外探测阵列技术。目前,满足1 μm至毫米波段探测要求的多种红外探测阵列的制作技术均已臻于成熟,包括:响应谱段1~5 μm的混合式结构的InSb和HgCdTe光伏阵列;响应谱段为5~28 μm的Si∶As杂质能带电导器件;响应远红外谱段的光导器件;响应亚毫米波及毫米波段的测辐射热计或者超导器件。20世纪80年代,人类第一次将红外焦平面阵列应用于天文探测以来,红外谱段的天文探测能力平均每7个月就增强1倍。本文通过阐述了国际上用于天文观测探测器阵列技术,探讨了其中的基本原则。希望能够提供更多的信息供研究人员参考。

    • 畜产品品质的高光谱图像无损检测研究进展

      2011, 41(10):1067-1071.

      摘要 (680) HTML (0) PDF 867.50 K (1016) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用新兴的高光谱图像技术对畜产品品质进行无损检测是当前的研究热点之一。介绍了该技术的基本原理和分析过程,总结分析了国内外畜产品品质高光谱图像无损检测的研究现状和存在问题,提出了畜产品品质高光谱图像技术检测的未来研究发展方向,以期对我国相关研究人员的研究工作提供参考。

    • 分布式光纤振动传感技术及发展动态

      2011, 41(10):1072-1075.

      摘要 (463) HTML (0) PDF 860.54 K (7052) 评论 (0) 收藏

      摘要:从工程结构安全监测到输油管线的维护以及地震监测,振动传感器发挥着重要作用,可以实现以往需要大量人力物力和时间的监测。而分布式光纤振动传感器具有许多优于传统振动传感器的地方,应用前景广阔,近年来成为光纤传感领域的研究热点。本文主要介绍了分布式光纤振动传感器的实现方法与相关技术,并展望了分布式振动传感技术未来的发展方向和应用领域。

    • 有机光波导放大器最新进展

      2011, 41(10):1076-1080.

      摘要 (662) HTML (0) PDF 827.97 K (809) 评论 (0) 收藏

      摘要:稀土掺杂平面光波导放大器是一类重要的光子学元件,它是光通信密集波分复用(DWDM)传输系统的重要组成部分,可以和调制器、光开关、隔离器、阵列波导光栅等任何有损耗的器件集成在一起,补偿光传输过程中的各类损耗。综述了应用于第二(1.33 μm)、第三(1.53 μm)标准通信窗口的有机光波导放大器的研究现状,阐述了不同类型材料制备的器件存在的优缺点、制备过程中存在的问题,并对其发展前景进行了展望。

    • >激光应用技术
    • 光子计数三维成像激光雷达的分析与实验

      2011, 41(10):1081-1084.

      摘要 (1092) HTML (0) PDF 1002.80 K (1794) 评论 (0) 收藏

      摘要:对于直接探测三维成像激光雷达,采用光子计数探测器可以响应单光子水平的目标回波,从而大大提高探测效率。研究的光子计数三维成像激光雷达采用盖革模式雪崩光电二极管(APD)作为探测器。首先分析了回波光子探测模型,并根据此模型讨论了激光雷达探测概率和测距模式。在理论分析的基础上,设计了一套光子计数三维成像激光雷达系统,对一些选定目标进行了测距和三维成像实验,并对实验结果进行了分析。

    • 逆合成孔径三维成像激光雷达研究

      2011, 41(10):1085-1091.

      摘要 (647) HTML (0) PDF 1.02 M (757) 评论 (0) 收藏

      摘要:三维图像能准确反应目标的物理特征,提高目标识别的性能,但传统的光学三维成像技术受到扫描体制或阵元个数的限制,很难实现对运动目标的实时成像,针对这一问题,提出了一种将逆合成孔径技术、激光信号与干涉技术相结合的逆合成孔径三维成像激光雷达,给出了系统的初步设计方案,分析了成像的基本原理和实现方法,构建了模拟系统,进行了仿真分析,实验结果验证了该雷达系统的可行性和成像中的优势,最后讨论了系统实现过程中还需要解决的关键问题。

    • 基于Geiger-mode APD的激光雷达性能分析

      2011, 41(10):1092-1097.

      摘要 (962) HTML (0) PDF 1.10 M (2049) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:针对基于盖革模式雪崩光电二极管(Gm-APD)阵列的激光雷达,提出一种分析其探测性能的方法。以分析单个Gm-APD像元产生的初始光电子和暗计数噪声为基础,对Gm-APD像元的探测概率、虚警概率和漏警概率进行研究,并进一步提出一种多脉冲阈值探测法,并对其探测概率、虚警概率进行了研究和仿真。结果表明,对2~10 km外的目标,采用128×128像元面阵探测器,单脉冲能量小于200 mJ时,探测概率随脉冲能量提高而提高;单脉冲能量大于200 mJ时,探测概率保持不变;当采用多脉冲阈值探测、信号较弱时,探测概率总是随脉冲能量提高而提高,虚警概率总是随脉冲能量提高而降低。

    • >激光器技术
    • 内腔中红外低阈值PPMgLN光学参量振荡器

      2011, 41(10):1098-1100.

      摘要 (574) HTML (0) PDF 1.00 M (1227) 评论 (0) 收藏

      摘要:在理论上对内腔连续单谐振光学参量振荡器(ICSRO)的运转特性进行了简要的分析,并在实验采用LD泵浦的连续Nd∶YVO4激光器作为泵浦源,实现了PPMgLN晶体准相位匹配,获得了低阈值高效率ICSRO。光学参量器的阈值仅为3.1 W(808 nm);在泵浦光5 W时,获得了370 mW连续中红外激光输出,540 mW信号光输出,总的光光转化效率达到18.2%。

    • 两光纤激光器同相锁定的实验研究

      2011, 41(10):1101-1106.

      摘要 (755) HTML (0) PDF 1.07 M (799) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于自成像共焦腔,利用一个设计灵活的实验装置,实现了两路掺镱光纤激光器的同相模式锁定。改变近场填充因子为10.86%,15.2%,25.33%时,干涉条纹旁瓣数量逐渐减少,主瓣能量占总能量比例分别为13.58%,18.98%,31.42%。在8.8 W泵浦功率下得到1.44 W相干合成激光输出,相干合成效率93.4%。研究发现选用合适长度的增益光纤和较小反射率的外腔输出耦合镜可以提高激光斜效率,进而增加相干合成输出功率。

    • 两种近似下被动调Q速率方程模型的比较研究

      2011, 41(10):1107-1111.

      摘要 (533) HTML (0) PDF 1.17 M (840) 评论 (0) 收藏

      摘要:以被动调Q激光器为研究对象,给出了平面波近似与考虑粒子数空间分布的速率方程模型,并对速率方程进行了归一化处理,数值求解了速率方程,分析了各综合参量对激光脉冲性能的影响,并与实验结果进行了比较,分析结果表明:考虑腔内粒子数空间分布时速率方程理论结果更贴近实际。

    • >红外技术及应用
    • 红外鱼眼成像系统非均匀性校正方法

      2011, 41(10):1112-1116.

      摘要 (732) HTML (0) PDF 912.53 K (897) 评论 (0) 收藏

      摘要:分析了时域高通滤波校正算法中容易出现目标退化及“伪像”的问题,指出滤波方程的截止频率与信号频域分布的变化不匹配是产生问题的原因。结合红外鱼眼系统成像的特点,通过目标检测的方法分辨需要调整滤波截止频率的像元,对其采用不同的时域高通滤波方式,即改变滤波器的截止频率,有效地减少了目标退化和伪像的影响。采用主观和客观评价指标对试验的红外序列图像进行评价,结果表明改进的时域高通滤波校正方法效果明显。

    • 空空导弹红外导引头技术发展趋势及关键技术

      2011, 41(10):1117-1121.

      摘要 (855) HTML (0) PDF 902.36 K (3576) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍了红外型空空导弹的划代标准,分析了国外第四代空空导弹红外导引头的技术特点。通过回顾红外导弹的发展历程和国外相关红外技术的发展动向,总结了空空导弹红外导引头技术的发展趋势,并预测了未来将重点发展的空空导弹红外导引头关键技术。

    • >光电对抗
    • 半实物仿真中红外干扰机的模拟设计

      2011, 41(10):1122-1126.

      摘要 (508) HTML (0) PDF 1.09 M (882) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍了不同类型的红外干扰机,分析了其干扰机理,提出了模拟逼真度原则,在此基础上研究了红外干扰机的模拟方式,设计了干扰模拟发射器和干扰注入方案,最后进行了干扰模拟发射器的仿真分析。

    • >电子电路
    • 大功率线性斯特林制冷机驱动电路设计

      2011, 41(10):1127-1130.

      摘要 (659) HTML (0) PDF 1.09 M (1022) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着大面元、长线列红外器件更多应用于军事、航空等领域,对大功率线性制冷机的需求越来越大,使得大功率驱动电路的研制、开发与性能指标的提高变得更加急迫。本文重点介绍了采用FPGA为主控芯片,针对于大功率线性斯特林制冷机所设计的高控温精度驱动电路的功能与特点。经验证,采用此电路的控温精度达到±0.1 K以内,且具有较强的稳定性。

    • >光学技术
    • 近红外吸收滤光片的制备与性能研究

      2011, 41(10):1131-1135.

      摘要 (638) HTML (0) PDF 1006.76 K (2853) 评论 (0) 收藏

      摘要:将两种近红外吸收剂添加到丙烯酸树脂基体中再与PET薄膜复合,制备了可用于夜视兼容照明的双层复合型近红外吸收滤光片。研究了两种近红外吸收剂的吸收特性,以及近红外吸收剂添加量与滤光片吸收性能的关系,并确定了两种近红外吸收剂的用量。所制备的滤光片在660~930 nm波长范围内的光线平均透过率为0.10%,能有效吸收发光器件的干扰光,是一种性能良好的近红外吸收滤光片。另外,经过测试表明滤光片强度大、热稳定性较好,具有良好的应用性能。

    • 小型反射镜周边支撑技术

      2011, 41(10):1136-1139.

      摘要 (445) HTML (0) PDF 839.19 K (1104) 评论 (0) 收藏

      摘要:从满足空间光学遥感器反射镜在复杂的工况下综合面形误差要求的角度出发,介绍了小型凸非球面反射镜材料及支撑方式的选择;根据反射镜的定位原理进行反射镜支撑结构的设计;采用CAD/CAE工程分析软件从支撑结构的材料及支撑方式进行分析和优化,设计一种有效的反射镜周边支撑结构,使反射镜面形误差变化量PV值小于λ/10,RMS值小于λ/50(λ=632.8 nm)。最后,测试反射镜在力学环境试验前后的面形变化,证明该结构满足设计要求。

    • 相移对级联长周期光纤光栅传输特性的影响

      2011, 41(10):1140-1143.

      摘要 (528) HTML (0) PDF 974.62 K (545) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于耦合模理论,采用传输矩阵法分析了相移对级联长周期光纤光栅传输特性的影响。研究表明,当级联光栅间相移量从0至π变化时,传输谱主阻带左边会出现一个小的阻带,且相移量越大,小阻带的幅值越大。当相移量增大到π时,小阻带幅值增大到与原阻带相当;当相移量从π增至2π时,传输谱主阻带右边会出现一个小的阻带,且相移量越大,小阻带的幅值越小。随相移量的增大,主阻带最大损耗峰对应的谐振波长向长波长方向偏移。调节相移量可灵活地改变主阻带最大损耗峰对应的谐振波长,为新型光纤光栅器件的开发提供新的视角和理论依据。

    • >光电技术与系统
    • 红外动态场景中小目标轨迹模拟系统的设计

      2011, 41(10):1144-1149.

      摘要 (673) HTML (0) PDF 1007.10 K (536) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的红外搜索跟踪系统的室内检测通常使用安放有若干平行光管的检测架,检测架上的平行光管处于不同方位角和俯仰角。这种方法往往精确度较低、体积庞大,且移动不灵活,不适合短距离的室内试验。设计并实现了一种小目标轨迹模拟系统,该系统以高精度步进电机驱动小目标圆盘运动,黑体温度辐射源用来提供目标温度。PC机通过RS-232串口连接步进电机,由VB编写的软件界面设定步进电机运行的速度、方向及运行角度值,给出目标运行坐标轨迹,通过测角精度算法转化为方位与俯仰角。将被测试搜索跟踪系统给出的方位与俯仰角实测值与算法得到的理论值分析比较之后,即可得出被测试搜索跟踪系统精度。文中详细介绍了该小目标轨迹模拟系统的设计与实现,并给出了实验结果与分析。

    • 人工神经网络法LCD色度特性化研究

      2011, 41(10):1150-1153.

      摘要 (496) HTML (0) PDF 737.13 K (675) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前国内外LCD的特性化研究方法已经很多。本文采用人工神经网络法定量描述了液晶显示器的颜色特性。对比S-shape模型,在实验测量的基础上,比较了两种方法的优缺点。神经网络主要研究了训练方法、传递函数、隐层数和隐层单元数对结果的影响,最后得到人工神经网络法的颜色校正模型。

    • 周期极化GaAs晶体中差频产生太赫兹辐射的研究

      2011, 41(10):1154-1158.

      摘要 (694) HTML (0) PDF 1.03 M (1167) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的光学差频产生的太赫兹辐射转换效率低,不能获得高功率太赫兹辐射。本文对周期极化GaAs晶体中差频产生太赫兹辐射进行了理论计算,通过温度调谐实现了周期极化GaAs晶体中差频获得可调谐太赫兹波的输出。为了提高差频过程的增益和量子效率,在准相位匹配基础上引进了级联差频机理,并对最佳晶体长度和最佳泵浦频率进行了计算。结果表明,利用周期极化的GaAs晶体可以获得更高能量更高效率的太赫兹波辐射。

    • 一种基于光学传感器的新型触摸板的设计

      2011, 41(10):1159-1162.

      摘要 (430) HTML (0) PDF 893.99 K (517) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有各种交互式触摸板系统在性能及成本上的不足,设计了一种基于光学敏感器件PSD的触摸板,采用了由反射镜等光学器件构成的简单光学系统,将触摸笔笔尖的红外光源发出的光成像于光敏器件PSD上,从而确定触摸点的位置坐标。光敏器件PSD的使用,使系统具有很高的数据处理速度,且设计结构简单紧凑易于集成、成本低、性能优越,适用于大尺寸、大面积触摸板的应用。

    • 太赫兹成像技术在无损检测中的实验研究

      2011, 41(10):1163-1166.

      摘要 (891) HTML (0) PDF 978.18 K (1812) 评论 (0) 收藏

      摘要:太赫兹成像是一种新兴技术,为了将其应用在无损检测领域,提出了一种基于连续扫描的新型太赫兹成像系统。通过对隐藏的硬币和带小孔的金属板等样品进行检测,得到了清晰的图像。实验结果表明通过本成像系统可以对隐藏的金属样品进行鉴别,其空间分辨率低于0.5 mm。因而本系统可以成功地应用于无损检测。

    • >图像与信号处理
    • 运动红外单站跟踪空中目标的方向估计方法

      2011, 41(10):1167-1171.

      摘要 (433) HTML (0) PDF 898.22 K (369) 评论 (0) 收藏

      摘要:红外探测器只能测量运动目标的方位角和俯仰角,难以获取目标的距离信息。运动红外探测器所测量的运动目标不完全信息,无法在直角坐标系下有效对三维运动目标进行滤波与跟踪。针对这一问题,提出了运动红外单站跟踪运动目标的参数航迹滤波方法:该方法利用传感器测量到的目标方位角和俯仰角信息,根据假设的目标运动模型,直接对目标航迹方向进行估计,从而较好地解决了运动红外单站的目标跟踪问题。仿真结果表明,该模型不但能很好的对目标的航向进行估计,而且可以估计导弹到目标的方向,具有较高的理论和应用价值。

    • 基于子图灰度比较的匹配模板选取算法

      2011, 41(10):1172-1175.

      摘要 (510) HTML (0) PDF 931.80 K (500) 评论 (0) 收藏

      摘要:为降低图像匹配模板选取算法的时间复杂度,提出一种基于子图灰度比较编码的图像匹配模板选取算法。首先将子图等分为2×2子块,以子图及邻近区域的4×4子块的灰度比较关系为子图赋予一个编码;其次在所有子图编码中选取重复次数最少的编码对应的一个子图或若干个子图中图像方差最大者作为匹配模板。算法复杂度分析和仿真实验结果表明,该匹配模板选取算法在保证了一定的有效性的前提下,其时间复杂度优于若干常用匹配模板选取准则。

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