2011年第5期文章目次

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  • 1  机载激光反导武器的发展
    叶文,叶本志,宦克为,王蓟,石晓光
    2011, 41(5):481-486.
    [摘要](914) [HTML](0) [PDF 887.15 K](1991)
    摘要:
    机载激光反导武器技术在现代战争中发挥着越来越重要的作用。文章介绍了国外机载激光反导武器技术的发展历程以及装备的研制、改进情况,指出了在现代战争中发展机载激光反导武器技术的优势和重要性,重点探讨了几种机载激光反导武器技术的性能及其特点,最后论述了机载激光反导武器技术的发展动向与分析。
    2  高功率中红外激光器的进展
    张冬燕,王戎瑞
    2011, 41(5):487-491.
    [摘要](590) [HTML](0) [PDF 1.23 M](4918)
    摘要:
    中红外激光器在光谱学、遥感、医疗、环保及军事等诸多领域都有重要的应用价值和发展前景,因此已成为各国研究的热门课题。首先介绍各类中红外光参量振荡器及其泵浦源的进展,而后介绍中红外单极型量子级联半导体激光器特点和进展。
    3  全光归零(RZ)到非归零(NRZ)码型转换技术研究进展
    惠战强
    2011, 41(5):492-500.
    [摘要](771) [HTML](0) [PDF 1.28 M](2835)
    摘要:
    随着多媒体网络服务业务类型的不断出现,人们对因特网带宽需求日益增长,未来的超高速大容量光子网络很可能是波分复用与时分复用相结合的智能网络。全光归零(RZ)到非归零(NRZ)的码型转换技术,是构建这种网络的关键技术之一,它能避免电子学器件的速率瓶颈,将时分复用(OTDM)与波分复用(WDM)有机结合,在光域内实现不同调制格式的数据在网络的不同部分之间自由传输,已经引起了越来越多人们的兴趣。介绍了当前全光归零到非归零码型转换技术的最新研究进展,分析了其工作原理,优缺点及性能参数,指出了目前存在的技术难点问题,最后对其发展前景进行了展望。
    4  半导体激光器在氧气探测中的应用及关键技术
    刘云燕,潘教青,程传福,于红艳
    2011, 41(5):501-505.
    [摘要](1255) [HTML](0) [PDF 843.09 K](1013)
    摘要:
    氧气探测在工业、医疗等诸行业都有重要意义。本文简述了近几年发展起来的TDLAS技术之特点及优势,评述了各种半导体激光器作为激发光源用于TDLAS技术进行氧气探测的性能,着重讨论了在氧气探测方面具有发展前景和竞争优势的DFB和VCSEL结构激光器光源的应用和进展。
    5  逆合成孔径成像激光雷达微多普勒特征分析
    王硕,何劲,杨小优,罗迎
    2011, 41(5):506-510.
    [摘要](684) [HTML](0) [PDF 936.12 K](886)
    摘要:
    逆合成孔径成像激光雷达是一种结合将激光信号和逆合成孔径原理相结合的新体制雷达,能实现对运动目标的超高分辨成像,为提取目标的精细微动特征提供了新的途径。研究了基于逆合成孔径成像激光雷达的目标振动微多普勒特征,分析了目标运动时激光信号的高载频和大带宽对目标微多普勒特征的影响,并通过仿真实验对基于逆合成孔径成像激光雷达的目标微多普勒特征和基于微波波段逆合成孔径雷达的目标微多普勒特征进行了比较,证明了逆合成孔径成像激光雷达能够提供足够的分辨率来分析微小目标微动部件带来的多普勒效应。
    6  高光反馈水平下光回馈传感器的模拟行为模型
    臧方月 叶会英 李双阳
    2011, 41(5):511-515.
    [摘要](598) [HTML](0) [PDF 2.17 M](400)
    摘要:
    基于Cadence公司的orcad10.5提出一种模拟行为模型来描述高光反馈水平下(适度光反馈水平和强光反馈水平)光回馈自混合干涉现象,该方法减化了光回馈自混合干涉现象中非线性方程的求解过程。不仅建立了高光反馈水平下光回馈传感器的模拟行为模型,搭建了软硬件结合的平台,同时也提供了一种对目标位移、速度、距离等进行测量的新的数据处理方法。
    7  四象限探测器解算模型误差分析
    崔瑞青 王景文 李晓梅
    2011, 41(5):516-519.
    [摘要](491) [HTML](0) [PDF 986.55 K](908)
    摘要:
    针对四象限探测器的解算精度问题,研究了基于不同光斑模型计算方法存在的误差,重点分析了基于高斯分布的光斑模型和基于均匀分布的光斑模型在解算结果上的差异,利用图像处理技术和建模仿真技术,从理论上得出,无论是哪种光斑模型,本身都存在计算模型误差,通过量化为工程应用提供重要参考。
    8  1.06 μm激光大气透过特性的数值计算研究
    刘伟超,齐琳琳,何宏让,吴洪星,杨元龙
    2011, 41(5):520-524.
    [摘要](499) [HTML](0) [PDF 1.21 M](1204)
    摘要:
    利用Modtran大气辐射传输模型,分析大气环境对1.06 μm激光透过特性的影响,包括大气分子,气溶胶,雾,降雨,水平能见度以及不同的探测路径对1.06 μm激光透过特性的影响。研究表明,1.06 μm激光在大气传输中大气分子吸收效果非常小,基本可忽略不计;气溶胶对其的影响则较大,且透过率随着能见度的降低而减小;雾和降雨对激光的衰减作用非常明显,在大雾或者中雨大雨的条件下,激光的透过率非常小,基本很难通过。这些结论对于1.06 μm激光制导武器的论证、研制、仿真和作战具有积极的意义。
    9  激光海面漫反射解析特性研究
    李恪,王江安,潘琛
    2011, 41(5):525-529.
    [摘要](740) [HTML](0) [PDF 979.02 K](1413)
    摘要:
    为了解决激光在海战中的应用瓶颈问题,采用基尔霍夫近似的方法对激光海面漫反射特性进行了研究。通过对激光光束入射海面后产生的散射场的分析、计算,并采用遮蔽函数对计算过程中的阴影效应加以修正,得出了较为准确的二维激光海面双站散射系数。最后通过分析,得出了海面粗糙度、入射角度与激光漫反射率之间的关系,为相关的研究提供了一定的理论依据。
    10  UR90多元件激光谐振腔的数值矩阵方法研究
    杨美霞,钟鸣,罗冠泰,何衡湘,任钢,薛亮平
    2011, 41(5):530-533.
    [摘要](762) [HTML](0) [PDF 922.27 K](779)
    摘要:
    以复杂光学元件的复振幅调制函数为基础,建立了复杂腔形的有限元传输矩阵。采用多元件激光谐振腔的数值矩阵方法计算了UR90腔的各阶本征模式和损耗,与FFT方法计算结果比较,具有一致性。对数值矩阵计算方法进行分析,总结了计算结果收敛度与离散元之间的关系,分析了产生这种关系的机理。
    11  红外检测在分析一维非稳态温度场中的应用
    康文秀
    2011, 41(5):534-536.
    [摘要](649) [HTML](0) [PDF 1.08 M](1207)
    摘要:
    在消除金属设备补焊残余应力的整体热处理过程中,降温速度需要控制在30~50 ℃/h,对一维平板状金属设备,影响降温速度的因素是外界环境温度以及与环境的对流换热系数。由红外测温技术获得的设备外表面温度及平板外流体的温度可计算出降温速度与平掠平板的流体速度成正比,从理论上找到一种容易实现的控制降温速度的方法。
    12  3英寸CdTe/Si复合衬底外延技术研究
    周立庆 刘铭 巩锋 董瑞清 折伟林 常米
    2011, 41(5):537-541.
    [摘要](868) [HTML](0) [PDF 934.30 K](1039)
    摘要:
    报道了采用分子束外延法,在3 in硅衬底上通过As钝化、ZnTe缓冲层生长、CdTe生长、周期性退火等工艺进行CdTe/Si复合衬底制备技术研究情况,采用光学显微镜、X射线高分辨衍射仪、原子力显微镜、红外傅里叶光谱仪和湿化学腐蚀等手段对碲化镉薄膜进行了表征,测试分析结果表明碲化镉薄膜的晶向得到了较好的控制,孪晶得到了抑制,且具有较好晶体结构质量和均匀性。
    13  中短波HgCdTe金属接触的退火研究
    李海滨,林春,胡晓宁,何力
    2011, 41(5):542-547.
    [摘要](716) [HTML](0) [PDF 950.18 K](930)
    摘要:
    为制备良好的碲镉汞金属接触,研究了热退火处理对中短波Hg空位掺杂碲镉汞金属接触的影响。对中短波HgCdTe-Sn/Au接触及中波HgCdTe-Cr/Au接触经不同条件退火后的接触进行了测量。对于短波碲镉汞,p型HgCdTe-Sn/Au接触经95 ℃,30 min退火可降低比接触电阻2个量级,而经125 ℃,30 min退火可降低3个量级;离子注入的n型HgCdTe-Sn/Au接触则容易形成欧姆接触。对于中波碲镉汞,退火前p型HgCdTe-Sn/Au接触平均比接触电阻为10-1 Ωcm2量级,经适当条件退火可以降低3个量级;此外,Sn/Au比Cr/Au更适合作为中波HgCdTe的接触金属。因而HgCdTe金属接触可通过一定退火处理得到改善。
    14  积分法求解长周期光纤光栅透射谱研究
    杨颖
    2011, 41(5):548-551.
    [摘要](525) [HTML](0) [PDF 823.37 K](2454)
    摘要:
    基于光纤光栅的模式耦合理论,用德拜势能法对纤芯、包层内的电磁场进行矢量分析,得到纤芯及各包层中的各矢量场分量的表达式,求解出纤芯和包层模的耦合常数和有效折射率后,利用数值积分的方法通过求解耦合模方程得到光纤光栅的透射率。积分法是一种较为精确的求解透射谱方法,为长周期光纤光栅的优化设计和其在光纤通信、光纤传感领域的高精度测量提供理论依据。
    15  球型目标在不同波段的雷达散射截面
    杨洋 姚建铨 宋玉坤 邴丕彬 李忠洋
    2011, 41(5):552-556.
    [摘要](900) [HTML](0) [PDF 890.02 K](1129)
    摘要:
    文中对球型目标在微波、红外、太赫兹等不同波段的雷达散射截面进行深入探讨,利用电磁波理论和红外辐射理论得到了理想金属球的微波雷达和朗伯球的激光雷达的散射截面的数学表达式,并在此基础上给出了球型目标太赫兹雷达散射截面的具体研究内容和研究方式,指出选用理想金属朗伯球体的目标作为太赫兹雷达散射截面的标准体,提出了“中值加权修正”的研究方法,并对方法的具体实施方案给予了阐述。
    16  神经干细胞和神经细胞的拉曼光谱分析
    韩忠美 刁振琦 付莉 王标 陈长青 饶凤飞 张建民 唐伟跃
    2011, 41(5):557-560.
    [摘要](729) [HTML](0) [PDF 1.31 M](1203)
    摘要:
    从光谱学角度研究神经干细胞(NSCs)与神经细胞(NCs),是一个新的干细胞研究方法,能够为临床应用提供一定的实验参考依据。本文通过体外培养NSCs和NCs,应用激光共焦显微拉曼光谱仪测定两种细胞的拉曼光谱。实验结果显示,NSCs的拉曼峰646 cm-1,2917 cm-1与NCs的拉曼峰652 cm-1,2908 cm-1处存在较大差异。NCs核中B型DNA胸腺嘧啶和酪氨酸含量相对更丰,而NSCs核中具有NO2成分而NCs核中较少或没有。NSCs比NCs的DNA、酪氨酸、蛋氨酸、腺嘌呤、苯基丙氨酸、胡萝卜素、酰胺Ⅲ等含量更丰,其中以胡萝卜素和酰胺Ⅲ的相对含量最高。本文从光谱学角度分析NSCs与NCs的光谱区别,以为临床应用提供一定的实验参考依据。
    17  288×4长波红外探测器关键驱动电路的设计
    陈晓东,何锡君
    2011, 41(5):561-564.
    [摘要](917) [HTML](0) [PDF 1.32 M](1253)
    摘要:
    针对制冷型288×4长波焦平面红外探测器组件PLUTON LW K508的特点,设计了一个驱动模块,为探测器组件提供了时序与控制信号、模拟与数字电源、参考电平、制冷模式控制信号等。重点介绍了上电控制电路、GPOL电压产生电路、制冷模式控制电路等关键电路的设计原理与结构。实验结果表明,采集到的红外图像具有噪声低、精度高、稳定性强等特点。当探测器在293 K和353 K之间的黑体照射下,并且积分时间为19 μs时,整个红外图像采集系统采集到的图像噪声电压均值保持在0.4 mV以下。
    18  自由空间光-布拉格光纤耦合效率仿真分析
    严一民,杨华军,陈伟军,李东
    2011, 41(5):565-568.
    [摘要](620) [HTML](0) [PDF 808.03 K](898)
    摘要:
    根据电磁场模场匹配理论,分析了自由空间光-布拉格光纤的耦合效率。通过对空间光-布拉格光纤耦合效率的计算可以知道,耦合效率与布拉格光纤纤芯半径、焦点光斑光腰半径和纤芯波矢有关。通过优化合理选择空间光聚焦后光腰半径与布拉格光纤纤芯半径以及纤芯波矢可以有效提高耦合效率。本文还对外界振动造成耦合透镜与布拉格光纤对接不正而对空间光-布拉格光纤耦合效率影响进行了分析。这对光纤激光雷达系统以及空间光通信系统的空间光-布拉格光纤耦合效率分析具有极其重要的参考价值。
    19  数字掩模灰度细分技术研究
    陈劲松
    2011, 41(5):569-572.
    [摘要](417) [HTML](0) [PDF 1.31 M](433)
    摘要:
    数字掩模技术是一种很有发展前途的衍射微光学元件制作技术。实际制作时,由于感光材料具有感光非线性,实际可利用的灰度数目将小于256。即使256级灰度全部可用,也无法实现曝光量的精细控制以达到一般的加工要求。文中提出了2种灰度细分的方法,即多SLM组合调制和彩色等效灰度技术。从理论上分析了2种方法均能实现灰度的细分,从而达到曝光量的精细控制。
    20  偶氮掺杂光学薄膜非线性光学特性研究
    孙彦星,王文军,刘云龙,高学喜,张丙元,俞宪同,赵力涛,邢晓
    2011, 41(5):573-576.
    [摘要](684) [HTML](0) [PDF 1.23 M](723)
    摘要:
    为探索温度不同及掺杂浓度不同对极化聚合物二次谐波产生(SHG)的影响,用实时电晕极化装置对一种偶氮主客体掺杂薄膜进行了研究,结果显示,对于这种主客体掺杂体系,二次谐波产生强度随温度先增大后减小,存在一个最佳值;在最佳极化温度下,随着偶氮材料掺杂浓度的提高,二次谐波产生强度,先增大后减小。结合紫外-可见吸收谱对结果进行分析,对产生这种现象的物理机制提出一种新的解释:随着掺杂浓度的提高分子间作用不可忽略,使得偶氮材料的一阶超极化率的大小发生变化,导致二次谐波强度发生变化。
    21  分布式光纤光栅测温技术在线监测电缆温度
    甘维兵,王立新,张翠
    2011, 41(5):577-581.
    [摘要](589) [HTML](0) [PDF 967.81 K](573)
    摘要:
    简要介绍了分布式光纤光栅测温技术的基本原理和特点,探讨该技术在电缆温度在线监测中的应用前景。对光纤光栅温度传感器的封装进行了优化设计,并将其安装在220 kV高压电缆上进行为期一年的现场试验,考察了系统的测温精度、响应时间及运行可靠性等指标,试验结果表明该技术测温误差小、响应时间短、运行可靠且能实现长距离测量,可有效应用于电缆温度在线监测,为电缆载流量的确定提供有效的参考依据,避免电缆火灾事故。最后在工频击穿试验中验证了该技术为电缆绝缘在线监测提供了一种新的思路和方法,值得推广。
    22  用于检测三次位相板的新型零位补偿器的设计
    许英朝 张鹰 林洪沂 朱文章 张新
    2011, 41(5):582-585.
    [摘要](510) [HTML](0) [PDF 1.18 M](583)
    摘要:
    三次位相的波前编码位相板是一种非旋转对称光学元件。对于其面形及整个元件的检测,虽然目前通用的方式还是采用轮廓仪的接触式测量,但采用非接触式的干涉测量,具有快速、简洁、可避免待测元件的面形不受损伤等优点。非接触式的测量方法,可以采用计算全息图进行零位补偿,但计算全息图的制作价格相对较高。我们根据三次位相波前编码板的面形特点,得到一种新型的零位补偿方式,并给出了设计实例,并进行了实验验证,该补偿器全部由球面镜组成,易于加工,且成本较低。
    23  基于背景估计的红外图像杂波抑制方法研究
    孙新德,薄树奎,李玲玲
    2011, 41(5):586-590.
    [摘要](647) [HTML](0) [PDF 1.35 M](433)
    摘要:
    背景估计是背景杂波抑制和图像增强的重要方法,在低信噪比红外目标检测技术研究中备受青睐。提出了一种改进的形态滤波背景估计新方法。首先通过图像局部熵计算和分析建立了结构元素尺度与局部熵的对应关系,在目标特征分析的基础上对结构元素形状进行优化,然后采用形态滤波估计图像背景,实现背景杂波抑制和图像增强。仿真实验结果表明了算法是有效的。
    24  高重频激光回波信号检测新方法
    郑勇辉 孙华燕
    2011, 41(5):591-594.
    [摘要](577) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](77)
    摘要:
    针对高重频激光回波探测的应用背景,提出了一种基于信号积累和大步长参数下LMS自适应处理过程的微弱周期脉冲信号检测算法,指出脉冲信号在大步长参数下的自适应处理中会引起滤波器估计误差和自适应权向量的反复振荡,生成较大的值,通过观察该参数的变化,并做进一步处理,可以检测出微弱脉冲信号。仿真表明,在适合的步长参数下,该方法有较好的检测性能,对高重频激光微弱回波信号检测有一定价值,另外还分析了脉冲形状和步长参数对检测性能的影响,指出了步长参数选取的重要性。

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