2011年第4期文章目次

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  • 1  国外红外光电探测器发展动态
    刘武,叶振华
    2011, 41(4):365-370.
    [摘要](646) [HTML](0) [PDF 887.58 K](6670)
    摘要:
    主要综述三代红外光电探测器的材料体系与研究现状,以及分析红外光电探测器的未来发展趋势。首先,简述红外光电探测器及其三个发展阶段。然后,论述适于三代红外光电探测器发展的碲镉汞(HgCdTe)、量子阱光探测(QWIPs,quantum-well photodetectors)、二类应变超晶格(SLS,type-Ⅱ strained-layer superlattices)和量子点红外光探测(QDIPs,quantum dot IR photodetectors)四个材料体系,以及介绍它们在三代红外光电探测器方面的研究进展。最后,分析未来红外光电探测器的材料选择及发展趋势。
    2  小型电激励连续波HF/DF化学激光器研究进展
    罗威,袁圣付,陆启生
    2011, 41(4):371-375.
    [摘要](804) [HTML](0) [PDF 794.48 K](1163)
    摘要:
    小型电激励连续波HF/DF化学激光器具有广泛的用途和重要基础研究价值,本文介绍了四种放电类型的小型电激励连续波HF/DF化学激光器的研究工作,并对各类型激光器的优缺点进行了讨论。
    3  太赫兹技术在军事领域的应用
    杨光鲲,袁斌,谢东彦,申小丹
    2011, 41(4):376-380.
    [摘要](1072) [HTML](0) [PDF 919.25 K](3155)
    摘要:
    随着超快激光技术的发展,太赫兹波段空隙逐渐被人们所认识。由于太赫兹处在电磁波谱的特殊位置,具有同其他波段的电磁波不同的特殊性质,在诸多行业具有广阔的应用前景。结合太赫兹特点,研究其在军事领域的具体应用前景。
    4  三维成像激光雷达线阵探测模式分析
    孙志慧,邓甲昊王 昌
    2011, 41(4):381-385.
    [摘要](1108) [HTML](0) [PDF 1.14 M](1815)
    摘要:
    以三维成像激光雷达对地面车辆目标探测为应用背景,采用线阵光电探测器并行接收的新体制来提高对目标成像的速度和实时性。按照对目标照射的激光辐射形式,总结出两种线阵探测模式:一种是激光多束发射模式,另一种是激光泛光发射模式。对这两种模式的机理、实现方式及优缺点进行了分析,并分别建立了两种模式下的激光雷达探测方程。采用信噪比和测距精度来分析两种模式的探测和测距性能。分别推导出了两种模式下信噪比与距离,发射功率与距离的关系表达式并进行了仿真。仿真结果表明,在相同距离和发射功率下,激光多束发射模式的回波信噪比更高;在相同距离和测距精度下,激光泛光发射模式需采用更高的发射功率。
    5  三维无扫描成像激光雷达原理改进与仿真
    邓志辉,杨华军,朱 颖
    2011, 41(4):386-389.
    [摘要](746) [HTML](0) [PDF 954.25 K](2209)
    摘要:
    提出了基于半方波-方波相关法的三维成像激光雷达。介绍了测量方案推导了算法。并用Matlab的Simulink工具对测距原理进行了仿真,还对测距精度进行了分析。理论分析表明,半方波-方波相关可以使调制深度均达到1.2,能极大地提高空间分辨率。仿真证明了此种相位法的正确性,为实际三维成像激光雷达的研制奠定了基础。
    6  大气湍流对激光通信系统误码率影响的研究
    王德飞,楚振峰,任正雷等
    2011, 41(4):390-393.
    [摘要](595) [HTML](0) [PDF 840.13 K](786)
    摘要:
    基于Kolmogorov和Rytov的大气湍流理论模型,考虑到大气湍流引起的强度闪烁对激光通信系统性能的影响,得到了用于描述强、弱湍流条件下误码率的理论模型,数值模拟了湍流强弱和激光波长对通信系统误码率的影响。结果表明:中强湍流区对信噪比的影响明显大于弱湍流区,随着传输距离的增加,系统的误码率迅速增大并最终趋于饱和;当系统误码率低于10-9时,弱湍流区的有效通信距离远大于中强湍流区。同时,当湍流强度一定时,激光的波长越长对改善系误码率越有利,对工程上提高激光通信的质量具有一定的参考价值。
    7  激光干涉条纹锁定系统测量地面低频振动谱
    易迎彦,刘德明
    2011, 41(4):394-397.
    [摘要](790) [HTML](0) [PDF 1.16 M](840)
    摘要:
    地面振动噪声是在地面高精度实验中一个重要的误差来源,安静环境下地面振动噪声水平的幅度为纳米量级,通常干涉仪无法直接测量。设计并制作用于了纳米精度测量的激光干涉仪反馈控制系统,该系统由激光器及稳频装置、干涉系统、检测及控制电路和位移反馈执行机(压电陶瓷)组成。采用一个长周期的折叠摆对水平方向0.3 Hz以下的振动频率进行隔振,利用该系统对0.3~3 Hz的低频地面水平振动谱密度进行测量了。测量结果表明在1 Hz处,水平地脉动噪声为10-9m/Hz量级。
    8  全固态准连续Nd:YAG/LBO绿光激光器
    孙玲,李平雪,杨文是
    2011, 41(4):398-401.
    [摘要](999) [HTML](0) [PDF 965.97 K](1058)
    摘要:
    采用双Nd∶YAG棒串接加90°旋光器补偿热致双折射,双声光Q开关调制,LBO晶体腔内倍频,实现了532 nm准连续绿光输出。重复频率10 kHz时,532 nm绿光输出功率达69 W,脉宽200 ns。重复频率15 kHz时,532 nm绿光输出功率达71 W,脉宽250 ns,倍频转换效率57.5%。
    9  端面泵浦复合结构板条介质泵浦光束不均匀性的仿真研究
    雷呈强,汪岳峰,黄峰,侯军燕 殷智勇,段欣涛
    2011, 41(4):402-406.
    [摘要](753) [HTML](0) [PDF 1.10 M](2168)
    摘要:
    基于Zemax软件下的非序列模式(Non-Sequential Mode)光线追迹法,分别模拟复合结构板条介质泵浦端面和掺杂介质区工作端面上的光强度分布。由追迹结果可知,经过整形,在泵浦面强度分布均匀的泵浦光束经过非掺杂介质区传播到掺杂介质工作端面后光束分布均匀性大大降低。研究表明复合结构板条介质中非掺杂介质区影响了泵浦光束,即泵浦光在非掺杂介质区传播过程中发生全内反射,导致部分光束在实际工作端面的部分区域发生叠加,从而致使实际工作端面泵浦光束分布不均匀。
    10  光泵碱金属蒸气激光泵浦光源线宽压缩的分析
    杨静,潘佰良,王亚娟
    2011, 41(4):407-411.
    [摘要](706) [HTML](0) [PDF 1010.85 K](1010)
    摘要:
    分析了各种压缩光泵碱金属蒸气激光泵浦光源线宽的方法,包括在Littrow结构中使用全息光栅、体布拉格光栅和F-P标准具。分析各种方法的实验装置,比较其取得的成果和优缺点,指出优化方向,为求寻找到一种装置简单,压缩效果显著,同时将功率损耗降到最小的方法提供了指导。
    11  温差发电用于坦克红外抑制的试验研究
    周国印,毕小平,吕良栋,殷明
    2011, 41(4):412-415.
    [摘要](628) [HTML](0) [PDF 1001.34 K](514)
    摘要:
    针对坦克车体红外辐射特征过于明显的问题,对温差发电技术用于坦克红外抑制的原理进行了分析,并应用在坦克排烟管表面进行不同转速条件下的试验测试,结果表明:温差发电器件能够输出足够的电能驱动风扇工作,经热电转换、风扇和散热器联合散热后,散热器外表温度较排烟管表面温度下降超过65.0%;发动机转速增加导致排烟管温度升高,从而引起温差发电器件冷热面温差的增大,驱动风扇的输出电压增大,对流换热增强,散热器外表温度降低更明显。
    12  激光主动干扰系统作用距离的估算方法
    李海燕
    2011, 41(4):416-420.
    [摘要](658) [HTML](0) [PDF 818.58 K](743)
    摘要:
    为了准确计算激光主动干扰系统的有效作用距离,综合考虑干扰过程中影响系统性能的各种因素,建立了作用距离估算模型,总结了作用距离估算的一般方法。以1.06 μm激光辐照远场某型光电探测器为例,分析了激光在大气中的传输效应,讨论了远场探测器表面光斑尺寸的计算方法及大气湍流的影响,数值模拟了作用距离与激光发射功率和大气环境之间的关系。结果表明,该方法可简易估计激光干扰系统的作用距离,为外场测试提供参照范围,为测试评估激光主动干扰系统作用距离提供了有益参考。
    13  脉冲激光干扰面阵CCD实验的模糊评估
    张景阳 王海晏 雷威
    2011, 41(4):421-425.
    [摘要](496) [HTML](0) [PDF 1003.63 K](605)
    摘要:
    为了确定脉冲激光对CCD探测器的干扰效果,同时针对干扰效果受到多方面因素的影响,采用模糊评估方法对干扰效果进行评估。介绍了模糊评估方法的实施过程,将激光干扰对准程度、干扰功率、大气环境影响以及探测器表面材料质量作为评估主要因素。通过实验与理论结合的方式验证了模糊评估方法的适用性。
    14  威胁源参数对激光散射截获半径的影响
    巨养锋,梁冬明,薛建国,王东
    2011, 41(4):426-429.
    [摘要](748) [HTML](0) [PDF 763.35 K](954)
    摘要:
    在利用Mie散射理论对1.06 μm脉冲激光在低空大气中传输时散射辐照度的分布进行了分析计算的基础上,以激光测距信号为例,讨论了激光威胁源参数(脉冲能量、脉冲宽度、威胁源距离等)变化对激光告警散射截获半径的影响,结果表明:威胁源参数变化会对激光散射截获半径产生明显影响。因此,在考核和使用激光告警设备时,必须考虑威胁源参数变化因素的影响。
    15  入射角对“猫眼”目标特性的影响
    张瑜,刘秉琦,周斌等
    2011, 41(4):430-434.
    [摘要](992) [HTML](0) [PDF 866.76 K](717)
    摘要:
    激光雷达截面(LRCS)能够综合表征目标激光散射特性,在激光主动探测系统论证设计、探测性能估算中有广泛的应用。从LRCS定义出发,建立了正入射与斜入射条件下离焦“猫眼”目标的LRCS模型,得到了正入射与斜入射条件下离焦“猫眼”目标的探测距离计算公式,讨论了目标LRCS及主动探测距离随入射角和离焦量变化的规律,对入射角和离焦量对目标LRCS和主动探测距离的影响进行了数值模拟,结果表明:入射角和离焦量的增大会引起“猫眼”目标有效照射面积和回波发散角变小,进而引起LRCS和激光主动探测距离变小。这为激光主动探测系统的设计和性能评价提供了必要的依据。
    16  经典卡塞格林系统热差分析
    许求真
    2011, 41(4):435-441.
    [摘要](907) [HTML](0) [PDF 1.46 M](990)
    摘要:
    对纯反射的经典卡塞系统,推导出了热差的数学解析式,用解析式分析计算了三种典型情形,并同步用ZEMAX软件进行了模拟演算。结果表明:当材料选择不当时,将会产生很大的热差;当反射镜材料和结构件材料的膨胀系数值相同时,热差恒为零。
    17  双锥双光纤超连续谱的实验研究
    方振超,孙年春,冯国英,周国瑞,张一
    2011, 41(4):442-446.
    [摘要](602) [HTML](0) [PDF 925.41 K](517)
    摘要:
    超连续谱(SC)是当今光通信领域中的研究热点问题之一,应用非常广泛。本文主要利用掺钛蓝宝石飞秒激光器产生的超短脉冲对双锥双光纤进行超连续谱的实验研究。双锥双光纤是由两根普通单模光纤以一定的方式沿光纤轴向均匀拉制而成。实验结果显示:超连续光谱随着输入功率和拉锥长度增加而展宽,拉锥直径大小对双锥双光纤超连续谱展宽有很大影响,同时实验证明在输入功率相同的情况下,双锥双光纤与普通光纤相比可以产生更宽、更平坦的超连续谱。
    18  一种制作大芯径光纤的新工艺
    高亚明,冯光,刘永建,李昌峰,周述文,刘笑东
    2011, 41(4):447-449.
    [摘要](500) [HTML](0) [PDF 927.74 K](822)
    摘要:
    与传统的大芯径光纤不同,纯石英芯掺氟玻璃包层光纤是一种新结构的大芯径光纤,主要用于光能传输和传感。在国外这种光纤是采用POD(等离子体外相沉积)技术生产的,由于目前国内没有这种设备,本文采用管棒套装技术,即PCVD(等离子体化学气相沉积)工艺制作掺氟石英管,MCVD(改进的化学气相沉积)工艺在高温条件下把石英芯棒和掺氟石英管熔融烧结在一起,制成了与国外采用POD工艺生产的相同类型的光纤,经测试和使用表明,与国外的产品性能相差不大。
    19  基于液晶的可调谐太赫兹双折射滤波器的设计
    吕英进,徐德刚,刘鹏翔,吕达,王鹏,姚建铨
    2011, 41(4):450-454.
    [摘要](881) [HTML](0) [PDF 902.15 K](1168)
    摘要:
    液晶双折射滤波器具有室温下工作,调谐简单方便,带宽窄等优点。为了达到设计不同调谐范围和带宽的这种滤波器的目的,以满足实际应用的需要,扩大其应用范围,采用数值模拟的方法,进行参数计算和设计思路的总结,并设计了一套窄带输出的滤波器实例。结果表明,通过对影响滤波器调谐范围和输出带宽的关键参数的数值模拟和分析,为设计不同调谐范围的液晶双折射滤波器提供了依据;设计实例基本上满足预期的设计要求,调谐范围0.691~0.866 THz。
    20  基于光学偏置的聚合物电光调制器研究
    文玥,张晓霞,刘华东,黄春阳,沈杰
    2011, 41(4):455-458.
    [摘要](482) [HTML](0) [PDF 1.31 M](499)
    摘要:
    分析了两种使Mach-Zehnder调制器实现光学偏置的方法,即路径非对称和折射率非对称的波导设计。采用有限差分束传播法(FD-BPM)对两种基于光学偏置的Mach-Zehnder型电光调制器进行了模拟仿真研究,仿真结果显示两种光学偏置方法均实现了在转换函数的线性区域建立工作点的目标,并且分别得到了26 dB和23 dB的消光比输出。
    21  基于坐标变换的视频跟踪误差角的计算方法
    金刚石,吕宏宇,刘立志
    2011, 41(4):459-461.
    [摘要](574) [HTML](0) [PDF 790.10 K](611)
    摘要:
    推导的算法主要用于两轴转台的视频跟踪。一般情况下,在进行视频跟踪时,常用目标相对视场中心的夹角来直接修正转台的方位角和俯仰角,这种粗略的计算方法仅当俯仰角在零值附近时有很好的近似度,俯仰角越大误差越大。文章基于坐标变换理论建立数学模型,分析推导所得的计算方法适用性强(各个象限均可计算)、精度高、输入输出明确。
    22  基于光纤的红外图像高速远距离传输研究
    王洋,郑宾
    2011, 41(4):462-465.
    [摘要](669) [HTML](0) [PDF 4.19 M](776)
    摘要:
    针对现有红外系统中电传输数据容量小、距离近的问题,提出了一种基于光纤通讯技术的高速、远距离红外图像传输方法。该方法结合现有红外传感器的数据输出方式,利用成熟的光电转换模块,设计了一种红外图像的光传输系统;对设计原则和核心模块进行了讨论。实际工程应用结果表明,该方法是稳定可靠的,不仅有效地解决了传统电传输中数据容量小和距离近的问题,并且在稳定性、误码率、线缆数量等方面,有了一定的提高和改善。
    23  基于FPGA马赫-泽德干涉仪的光谱数据采集系统
    李肖廷,李仰军,王 高
    2011, 41(4):466-469.
    [摘要](758) [HTML](0) [PDF 3.36 M](438)
    摘要:
    针对马赫-泽德(M-Z)干涉仪中干涉条纹采集和处理的要求,为了使其具有高速实时光谱数据处理能力,设计了一种通过FPGA硬件编程实现干涉条纹采集处理的方法。系统由CMOS探测器采集马赫-泽德干涉仪获取的干涉图像,再将干涉图像中的灰度信息输入到FPGA芯片中,通过去噪、切趾、快速傅里叶变换、标定等求解入射激光的光谱特征。系统通过切趾加窗等处理,采用基2的快速傅里叶变换及标准波长对比的方法进行标定。在FPGA软件环境中仿真后,时序正确。硬件调试采用中心波长为580 nm,690 nm,870 nm三种激光器,由马赫-泽德干涉仪及FPGA组成的系统进行分析,实验结果与GSI8013NIR型近红外光纤光谱仪进行对比,误差小于1 nm,满足设计要求。
    24  结合相位和SIFT特征相关的图像自动配准算法
    马超杰,关平,李瑞旺
    2011, 41(4):470-473.
    [摘要](683) [HTML](0) [PDF 979.69 K](843)
    摘要:
    提出一种鲁棒性较好的图像配准算法解决乱序输入图像序列自动拼接问题。首先为输入图像建立多分辨率金字塔,在较低分辨率图像层上进行相位相关区域搜索;接着对得到的相关区域进行SIFT特征相关验证,得到图像序列的配准关系和透视变换矩阵的初步估计;然后结合估计参数对原始图像的SIFT特征再次进行相关匹配,最终实现图像序列变换参数的精确求解。该算法结合相位相关和SIFT特征相关两种配准算法的优点并应用由粗到精的匹配策略提高了图像配准的速度和稳定性。
    25  双通道分频段恒定统计非均匀性校正算法季尔优
    季尔优,顾国华,陈钱,柏连发,隋修宝
    2011, 41(4):474-478.
    [摘要](622) [HTML](0) [PDF 839.32 K](750)
    摘要:
    针对基于定标的两点校正算法无法克服焦平面温漂效应和基于场景的恒定统计算法存在的鬼影现象,在对现有的算法进行了分析的基础上,提出了一种改进的恒定统计非均匀性校正算法。该算法在两点校正的基础上,对图像进行双通道分频段处理,并通过对场景运动状态的判断,有选择性地进行统计参数的更新,最后完成非均匀性校正。实验结果表明,和传统的非均匀性校正算法相比,该算法可以有效地消除红外焦平面温漂效应带来的影响,抑制基于场景的非均匀性校正算法带来的鬼影现象。

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