• 2011年第12期文章目次
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    • >激光应用技术
    • 基于紫外激光瑞利散射大气密度测量的研究

      2011, 41(12):1297-1301.

      摘要 (568) HTML (0) PDF 1014.25 K (862) 评论 (0) 收藏

      摘要:大气密度的准确测量在气象、航空航天等领域都有重要的意义。本文介绍了一种适合于机载的基于紫外激光(波长266 nm)瑞利散射测量大气密度的系统,并针对平流层下层大气进行了分析、计算,讨论了激光器、ICCD参数以及系统结构对于测量结果的影响。

    • 白天激光照明探测跟踪空间目标可行性分析

      2011, 41(12):1302-1305.

      摘要 (506) HTML (0) PDF 923.97 K (1386) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对白天探测跟踪空间目标技术难题,从照明激光选取入手,设计了激光照明探测跟踪系统,估算了白天天空背景噪声、空间目标激光回波信号及目标与背景对比度,分析了白天激光照明探测跟踪空间目标的技术可行性,概括了实现白天激光照明探测跟踪空间目标的基本技术要求和需突破的关键技术。

    • >激光器技术
    • LD泵浦Nd∶YAG薄片激光器技术研究

      2011, 41(12):1306-1309.

      摘要 (497) HTML (0) PDF 1.01 M (946) 评论 (0) 收藏

      摘要:报道了二极管泵浦的大功率薄片激光器。通过合理设计四通耦合系统,实现了泵浦光在方形薄片晶体上的均匀泵浦;采用两块方形Nd∶YAG薄片串联,实现了1.32 kW的激光输出,光-光转换效率达32.1%;通过干涉条纹法测量增益介质受热后造成的光学畸变小于10 λ。

    • 498 nm全固态腔内和频Nd∶GGG激光器

      2011, 41(12):1310-1313.

      摘要 (457) HTML (0) PDF 870.47 K (573) 评论 (0) 收藏

      摘要:报道了由Nd∶GGG晶体1062 nm和937 nm两条谱线腔内非线性和频产生的全固态连续498 nm青光激光器。当注入泵浦功率为18.2 W时,获得186 mW的TEM00连续498 nm青激光输出,光束质量因子M2=1.22,30 min功率不稳定度优于5%。

    • 混合型气动CO2激光器主喷管冻结效率研究

      2011, 41(12):1314-1318.

      摘要 (411) HTML (0) PDF 1.01 M (630) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用两振型弛豫模型及严海星的弛豫速率数据,对混合型气动CO2激光器(简称MGDL)主喷管中的非平衡流动进行了计算。研究了N2(ν=1)分子质量分数沿喷管轴线的分布,总温、总压、CO2和H2O的摩尔分数、喷管构型对N2(ν=1)分子冻结效率的影响。计算结果表明:N2(ν=1)分子质量分数沿喷管轴线方向逐渐减少,在喉部附近降低幅度最大;随着总温的升高,N2(ν=1)分子冻结效率先降低后升高;随着总压、CO2和H2O摩尔分数的增大,N2(ν=1)分子冻结效率逐渐降低;随着喷管扩张段半锥角的增大或者喷管喉部直径的减小,N2(ν=1)分子冻结效率逐渐增大。

    • 临界相位匹配砷酸钛氧钾光参量振荡器研究

      2011, 41(12):1319-1322.

      摘要 (438) HTML (0) PDF 901.09 K (680) 评论 (0) 收藏

      摘要:为得到3~5 μm的中红外输出,对非共线泵浦砷酸钛氧钾(KTA)的临界相位匹配(θ=41.4°,φ=0°)光参量振荡器(OPO)进行了理论分析及实验研究。当以电光调Q的Nd∶YAG激光器泵浦KTA-OPO时,对应输出为3.75 μm的中红外激光,重复频率为1~25 Hz,最高输出单脉冲闲频光能量≥4.5 mJ。

    • >红外技术及应用
    • 空中机动目标的红外单站被动定位算法分析

      2011, 41(12):1323-1326.

      摘要 (531) HTML (0) PDF 974.48 K (677) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了机动目标被动红外单站定位算法,建立了机动目标被动定位物理模型和相关算法。本文算法可使用于对匀加速和变加速运动的机动目标的有效定位。数值仿真验证了这种算法的正确性和有效性,表明距离定位的相对误差小于或等于5%斜距,满足红外单站被动定位的技术要求。

    • 用于红外探测器组件检测的超高灵敏度检漏仪

      2011, 41(12):1327-1330.

      摘要 (572) HTML (0) PDF 875.88 K (782) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种采用累积法进行超高灵敏度氦质谱检漏的先进技术,基于该技术及相关材料特殊处理工艺设计并研制出了新型超高灵敏度检漏仪器,检测灵敏度优于8×10-15 atm.cc/s.He,是常规氦质谱检漏仪器灵敏度的1000倍以上,已成功应用于红外焦平面探测器组件等长寿命真空电子元器件产品的研制和生产工艺检测中,也是高能粒子加速器、核物理学、航天产品等重要的超高密封产品重要的漏率检测仪器。

    • 基于KPCA和LSSVM的蜂蜜近红外光谱鉴别分析

      2011, 41(12):1331-1336.

      摘要 (601) HTML (0) PDF 936.70 K (940) 评论 (0) 收藏

      摘要:为快速鉴别普通植物源与中草药植物源蜂蜜,提出一种核主成分析和最小二乘支持向量机相结合的蜂蜜近红外光谱定性分析新方法。利用傅里叶变换近红外光谱仪测定普通洋槐蜂蜜和益母草、黄连两种中药植物源蜂蜜样本的近红外光谱并预处理,然后对光谱进行核主成分分析,提取非线性特征,最后设计基于纠错编码最小二乘支持向量机的多类分类器模型。采用网格搜索法确定模型最优参数,利用最优分类模型对未知类别蜂蜜样本进行识别,正确率可达96.67%。结果表明,基于KPCA和LSSVM的近红外光谱定性分析算法鉴别普通植物源与中草药植物源蜂蜜是可行的。

    • >红外材料与器件
    • 基于带隙影响的量子阱红外探测器带宽的研究

      2011, 41(12):1337-1340.

      摘要 (595) HTML (0) PDF 809.00 K (678) 评论 (0) 收藏

      摘要:量子阱红外探测器(QWIP)受到压强、掺杂浓度、温度等多种因素的影响,主要从温度对带隙影响方面进行了研究。以QWIP中的能级公式和能级间的电子跃迁为基础,首先通过GaAs和AlGaAs两种材料的带隙与温度的关系式,得到ΔEg随温度的变化情况;接着利用吸收波长的公式计算出三种跃迁下的吸收波长与温度的关系;最后结合光电流谱以及不同情况下得到的三组吸收波长、波数值,分析了光电流峰位的变化,为解决QWIP的带宽问题提供了一种思路。

    • >光电技术与系统
    • 多光束傅里叶望远镜成像质量主要因素分析

      2011, 41(12):1341-1345.

      摘要 (748) HTML (0) PDF 1.06 M (743) 评论 (0) 收藏

      摘要:傅里叶望远镜在对深空暗弱目标成像方面有着独特的优势,但传统的3光束方阵成像扫描时间过长,只能对静止目标成像。为了在几秒之内对运动目标进行高分辨率成像,已经出现了几种不同类型的多光束发射阵列配置方案。在均匀分布排列中,T形配置是目前冗余度最小的结构之一。本文以6光束T形发射配置为例,简单介绍了傅里叶望远镜成像原理,依据T形发射阵列平面与空间频率平面的对应关系,分析了空间频率对成像质量的影响,验证T形发射阵列傅里叶望远镜成像优势,并进行了计算机仿真。得到了不同信噪比条件下的重构图像,通过在相同信噪比条件下和方阵列重构图像对比,成像质量完全满足要求且缩短了成像时间。仿真结果对室内和室外实验有着一定的指导作用,同时也为更多光束及其他发射阵列配置提供了参考。

    • 光学识别系统小型化设计

      2011, 41(12):1346-1350.

      摘要 (466) HTML (0) PDF 1.08 M (1097) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对光学识别系统的技术指标,对其光学系统进行小型化设计。其中,傅里叶透镜与准直扩束系统均采用摄远型式结构,在满足其长焦距的前提下大大缩短了系统的光学筒长。为了使系统结构更精巧,引入了二元光学元件,利用ZEMAX辅助设计软件对光学系统结构进行优化;通过有效地折叠空间光路使系统布局更紧凑,最后研制出的小型化透射式光学识别系统,其总长为130 mm,总宽为90 mm,实现了小型化。经实验验证,该系统具有较好的相关探测性能,具有噪声小、探测精度高的优点。

    • 激光损伤光学玻璃的微区透过率研究

      2011, 41(12):1351-1354.

      摘要 (536) HTML (0) PDF 889.39 K (1399) 评论 (0) 收藏

      摘要:激光微小光斑损伤光学玻璃,其损伤区域的线径仅几百微米,用传统方法很难测试其透过率。本文提出一种微区透过率测试方法和算法,用透镜将金相显微镜和光纤光谱仪耦合成一套测试设备,该测试设备在定量分析损伤区域大小和形貌的同时,检测此区域损伤前后的透射光谱曲线,并利用算法计算光谱透过率。最终,根据光谱透过率获得激光损伤光学玻璃的阈值。

    • 对抗红外成像空空制导导弹的措施研究

      2011, 41(12):1355-1358.

      摘要 (444) HTML (0) PDF 828.55 K (685) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究如何对抗红外成像空空制导导弹,对提高战斗机生存力具有十分重要的意义。依据红外成像制导原理及其弱点,从技术和战术角度分别研究了对抗措施,技术角度的对抗主要是使用高性能的智慧型诱饵实施干扰和利用红外烟幕进行遮挡;战术角度的对抗包含目标机的战术机动和诱饵的战术使用。提出了基于有效战法的一体化对抗系统;有效战法采用实弹打靶数据校核仿真试验模型的方式得到;一体化对抗系统综合了机载中央计算机、导弹逼近告警子系统、诱饵投放子系统和飞行控制子系统,实现了技术对抗和战术对抗措施的融合,能依据有效战法智能决策并实施对抗策略,为设计其他综合性强、智能程度高的机载对抗系统提供了参考。

    • >光学技术
    • 中红外区基质折射率对碳化硅颗粒散射强度的影响

      2011, 41(12):1359-1363.

      摘要 (479) HTML (0) PDF 926.30 K (1037) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于Mie散射理论,对不同基质中的碳化硅材料散射强度进行数值计算与理论分析,得到了中红外波段反常色散区和正常色散区中散射强度的分布特征,揭示了入射波长、基质折射率与散射强度分布的内在规律。研究结果为该材料在中红外区的开发和应用提供了理论依据。

    • 航空遥感器扫描反射镜与窗口尺寸的计算与分析

      2011, 41(12):1364-1367.

      摘要 (545) HTML (0) PDF 878.25 K (716) 评论 (0) 收藏

      摘要:航空遥感器扫描反射镜按照给定的速度旋转,补偿飞行器运动以及姿态变化引起的像移,为此需要确定补偿后反射镜的大小、航空遥感器窗口的位置与大小。运用光学反射矢量的基本理论,给出扫描反射镜的反作用矩阵,补偿后光线矢量间的关系;通过推导建立扫描反射镜转轴位置与反射镜大小、窗口位置及大小的理论计算公式;以实际遥感器的的工作参数为条件对结果进行计算和分析。实例计算表明理论公式计算简便,不仅在遥感器设计时用于计算反射镜与窗口的尺寸及位置,还可作为具有相似反射镜结构的其他系统的计算依据与基础。

    • >光子晶体
    • 一种基于光子晶体结构防红外辐射涂层的研究

      2011, 41(12):1368-1372.

      摘要 (544) HTML (0) PDF 973.17 K (727) 评论 (0) 收藏

      摘要:为减少蒸气在管道传输中的能耗,针对蒸气所辐射的特征波长在4007.1~7765.7 nm的电磁波,选用常见的Si和SiO2为介质,并在考虑各自色散关系的基础上,设计了一种具有光子晶体结构的保温涂层。利用传输矩阵法计算表明:当两介质各取4层,其几何厚度分别取410.5 nm和972 nm时,在4450~7600 nm的范围内有一个严格的带隙,且具有较好的角度宽容度。当两介质的几何厚度增加,带隙红移,宽度增加,反之亦然。当涂层结构为ababa时,该光子晶体已在4597.2~7305.6 nm之间形成了严格的带隙,介质层数再增加,带隙没有实质性的变化,因此,涂层结构为ababa是最经济的。

    • 棱镜全息干涉法制作光子晶体的研究

      2011, 41(12):1373-1377.

      摘要 (520) HTML (0) PDF 1.02 M (676) 评论 (0) 收藏

      摘要:全息干涉法制作光子晶体具有经济、快捷等特点,是制作大面积的光子晶体理想的方法。其中棱镜全息干涉法具有实验装置稳定性好、易于调节等优点,成为一种重要的光子晶体制作方法。制作二维光子晶体相对简单,并且在很多器件如LED、半导体激光器等的制作中得到广泛的应用。本文分析了用top-cut六棱镜全息干涉制作二维、三维光子晶体的理论问题:光束的数目、空间分布等对生成的光学晶格结构的影响。本文计算机模拟一定情况下,六棱镜生成的各种二维、三维学晶格结构。

    • >电子电路
    • 极紫外光子计数成像仪图像快显系统设计与实现

      2011, 41(12):1378-1382.

      摘要 (625) HTML (0) PDF 975.99 K (631) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现极紫外光子计数成像仪数字图像的实时获取,设计图像快显系统,完成数据的实时传输和图像的快速显示。设计了基于USB2.0的数据传输单元完成成像仪与PC工作机之间的数据交互,介绍了数据传输单元的工作原理与组成,采用FPGA+USB控制芯片的结构实现安全、高效的数据传输。对极紫外光子计数成像仪成像原理进行分析,在PC机中进行数据处理,完成图像的快速显示,实现极紫外光子计数成像仪的实时图像测试。经实验验证,本系统可以完成科学数据的实时接收与图像的快速显示功能,满足设备的调试与测试需求。

    • >图像与信号处理
    • 基于改进SIFT算法的多源遥感影像配准研究

      2011, 41(12):1383-1386.

      摘要 (605) HTML (0) PDF 936.50 K (2056) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种新的基于SIFT(scale invari-ant features transform)算法的遥感图像配准算法。首先用Harris角点检测法代替了传统SIFT算法中的图像特征检测方法,再采用SIFT算法中的特征描述对图像特征进行描述,最后在参考图像上确定搜索范围,利用两幅图像之间的相关系数建立一对一的匹配关系。该算法不仅在特征点提取时间上进行了优化,同时避免了图像特征分布均匀时匹配效率低的问题。运用此算法对遥感图像进行配准实验,结果表明,该算法在保证匹配精度的同时有效地提高了匹配速度。

    • 基于图像融合的双波段目标跟踪算法研究

      2011, 41(12):1387-1391.

      摘要 (399) HTML (0) PDF 1.10 M (441) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对红外和可见光图像各自的特点以及单一传感器在目标跟踪中的缺陷,提出了基于双波段融合图像的目标跟踪算法。该方法对原始图像进行小波分解后,为了满足目标跟踪的稳定性及实时性,重点考虑目标跟踪时需要的边缘等细节信息,采用对低频系数取零,高频系数基于小波系数绝对值取大的融合方法,然后对融合后的图像采用基于Mean shift算法进行目标跟踪。实验结果表明,此算法可以稳定并且实时跟踪目标,通过对单波段采用相同的跟踪算法进行比较,算法在性能上优于单波段的目标跟踪。

    • 光纤光栅型平面冲击信号方向识别的小波包分析

      2011, 41(12):1392-1395.

      摘要 (465) HTML (0) PDF 950.37 K (862) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍了光纤光栅传感器检测平面冲击信号的方向识别技术的重要性;构建了基于小波包分解的能量谱特征向量,说明了能量谱特征向量用于诊断系统参数改变或损伤故障的原理;搭建了基于非平衡M-Z干涉仪和PGC相位解调技术的光纤光栅平面冲击信号检测系统;测试了与光纤光栅传感器轴向夹角为0°,30°,45°,60°,90°等方向的平面冲击信号;通过Fourier分析表明不同方向的冲击信号频谱的能量随冲击方向变化而改变;描绘了基于小波包分解构造的能量谱特征向量与冲击信号方向的关系,结果显示两者具有理想的余弦关系;实验表明基于小波包分解的能量谱特征向量能很好的识别平面冲击信号的方向。

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