2011年第9期文章目次

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  • 1  硅基光电子学中的SOI材料
    陈媛媛
    2011, 41(9):943-947.
    [摘要](760) [HTML](0) [PDF 1.38 M](2012)
    摘要:
    SOI材料是近年来应用于硅基光电子学中的一种重要的光波导材料。本文首先简要介绍了常见的SOI材料的制备方法,包括注氧隔离(SIMOX-SOI)、硅键合背面腐蚀(BE-SOI)和注氢智能剥离(Smart Cut)等,并比较了它们各自的特点和优劣。其次介绍了SOI材料加工制造波导的基本工艺,包括光刻和刻蚀,其中刻蚀又分为干法刻蚀和湿法腐蚀。
    2  达信公司百千瓦陶瓷激光器技术综述
    雷小丽,孙玲,刘洋,唐晓军,刘磊
    2011, 41(9):948-952.
    [摘要](973) [HTML](0) [PDF 1.10 M](1221)
    摘要:
    美国达信公司用其特有的ThinZag技术和大尺寸的陶瓷Nd∶YAG薄板条作为激光增益介质,六个增益模块串联形成谐振腔单口径实现100 kW的激光输出。介绍了达信公司100 kW陶瓷Nd∶YAG板条激光器的一些基本情况以及其独特的冷却及光路结构特征,并分析了该结构所具有的优势。
    3  碳纳米管被动锁模光纤激光器的研究进展
    于永芹 郑家容 杜晨林 易凯 阮双琛
    2011, 41(9):953-960.
    [摘要](756) [HTML](0) [PDF 1.65 M](1673)
    摘要:
    单壁碳纳米管(SWCNTs)作为被动锁模材料具有许多优点:恢复时间快(<1 ps)、饱和光强低、制备处理容易、成本低、工作光谱范围宽、化学稳定性好、与光纤兼容等,在超快激光器方面引起了人们的极大兴趣,并成功应用于固体、波导和光纤被动锁模激光器。本文对被动锁模超短脉冲光纤激光器的研究进展进行了综述,特别是对以单壁碳纳米管为非线性可饱和吸收体的被动锁模光纤激光器进行了总结。
    4  新一代机载红外搜索跟踪系统技术发展分析
    杨百剑,万欣
    2011, 41(9):961-964.
    [摘要](757) [HTML](0) [PDF 790.18 K](1648)
    摘要:
    机载红外搜索跟踪(IRST)系统的发展必须要适应未来战斗机发展的需要。本文从未来战机对机载传感器系统的需求入手,在认真分析机载IRST系统的发展历程和现有技术基础上,提出了新一代机载IRST系统的技术发展思路。为机载IRST系统的发展提供参考。
    5  星地光通信链路大气湍流衰落特性研究
    姜晓峰,赵尚弘,赵宇波 侯睿,王翔
    2011, 41(9):965-968.
    [摘要](800) [HTML](0) [PDF 1.12 M](1008)
    摘要:
    针对大气湍流中gamma-gamma分布的光强起伏,建立了星地光链路的衰落统计模型,研究了不同天顶角星地光通信链路的衰落概率、平均衰落次数及平均衰落时间等关键参数的统计特性。结果表明:减小天顶角和提高接收端探测灵敏度均可以极大的减少衰落概率和平均衰落次数,而不能显著缩短平均衰落时间,星地光链路的平均衰落时间为毫秒量级。
    6  激光诱导等离子体加工石英微通道的损伤模型
    李世雄,白忠臣,黄政,张欣,秦水介
    2011, 41(9):969-973.
    [摘要](849) [HTML](0) [PDF 1.86 M](832)
    摘要:
    利用调Q的Nd∶YAG激光器输出的纳秒激光脉冲诱导等离子体加工石英微通道,加工深度可达4.2 mm,通道内壁光滑。本文对激光脉冲与物质相互作用的移动损伤模型进行了研究,建立了适用于纳秒激光脉冲诱导等离子体加工石英微通道的损伤模型,利用损伤模型分析了通道特点,模型结果与实验结果基本相符。
    7  激光驾束制导仪光信息场模拟测试技术
    王会峰,张文革,王金娜
    2011, 41(9):974-978.
    [摘要](680) [HTML](0) [PDF 3.60 M](650)
    摘要:
    通过对激光驾束制导原理的分析,设计了一套激光驾束制导信息光场的模拟发射和接收系统;模拟发射系统采用可编程器件(FPGA)实现,通过按键输入的仿真制导指令通过一系列逻辑处理后输出为符合光信息场调制规律的电脉冲信号,通过该信号对激光器进行调制,从而获得特定的光信息场;模拟接收部分采用PIN光电管作为探测器,接收模拟发射系统的特定调制光信息,并对该信息进行放大整形,获得与发射端相同的调制电脉冲信息,供试验测试研究。该系统实现了与激光驾束制导光场信息规律一致的电脉冲信号的调制发射和接收,有效地模拟了激光驾束制导的光场信息,从而为试验研究激光驾束制导武器系统的光信息场的各种特性、接收系统的特性以及制导系统的偏航和俯仰控制精度等参数的室内非接触仿真测试提供了一个有效的方案。
    8  纳秒级强激光对多晶硅片光吸收性能的影响
    许德富,尹少全,邓迟,肖志刚,肖啸,李育德
    2011, 41(9):979-982.
    [摘要](597) [HTML](0) [PDF 993.72 K](993)
    摘要:
    采用兆瓦级TEA CO2激光器输出的纳秒级强红外激光脉冲照射太阳能多晶硅片,用红外光谱仪测试了硅片的吸收谱,发现经激光脉冲照射后的太阳能多晶硅片对光的吸收能力大为增强,并对实验结果做出了初步的分析。
    9  水下微脉冲激光雷达单光子测距技术研究
    宣飞 辛欢 曹昌东 眭晓林
    2011, 41(9):983-985.
    [摘要](578) [HTML](0) [PDF 807.68 K](1079)
    摘要:
    在水下测距中,回波强度不足以在探测器输出端形成完整的回波波形。本文提出运用微脉冲激光雷达体制,对于单光子进行探测,利用Poission分布概率检测原理可检测出回波出现的位置,并结合水下测距系统进行一系列仿真计算和实验,收到良好效果,研究有助于大幅提高激光水下测距雷达的测距能力。
    10  基于红外光谱的烟叶自动分级研究
    刘剑君,申金媛,张乐明,刘润杰
    2011, 41(9):986-990.
    [摘要](716) [HTML](0) [PDF 862.07 K](681)
    摘要:
    烟叶的自动分级一直是国内外学者智能化研究的一个重要方向。通过分析烟叶的主要组成成分和烟叶光谱信息特征,发现烟叶红外光谱可作为烟叶分级特征,并通过神经网络模型验证了红外光谱作为其分级特征的可行性,通过对比分析选取最佳红外光谱间隔、光谱范围以及最必要的光谱预处理方法。利用概率神经网络对9个等级的烟叶进行分组分级,首先对选光谱数据进行减均值的预处理以消除基线漂移,然后将其作为神经网络的输入模式,相应的等级或组分作为理想输出训练网络。选择近半数的样本作为训练样本,其余为测试样本;网络对于训练样本的正确吻合率为100%,测试样本的平均正确吻合率91%以上。结果表明烟叶的红外光谱可以作为烟叶的分级特征,概率神经网络可以用于烟叶自动分级,为烟叶的自动分级提供了新方法。
    11  闭环控制高精度红外探测器偏压控制系统
    姜宇鹏,李伟,罗山焱,刘子骥,蒋亚东
    2011, 41(9):991-995.
    [摘要](589) [HTML](0) [PDF 1.64 M](1120)
    摘要:
    偏置电压对于非制冷红外成像系统起着关键作用,新一代红外焦平面阵列读出电路结构要求精度更高、可调范围更大、更加稳定的偏置电压。从电压的产生原理入手,设计了单片机控制数字电位器、运算放大器产生偏压及引入ADC器件TLV2544的闭环反馈自动控制系统结构,结合开发的电脑界面控制窗口更加方便控制偏压的输出。通过实际测试,该系统4个偏压输出范围0~5.5 V,精度达到0.001 V,具有高精度、高稳定性、调节快速、集成度高等优点。
    12  飞机红外辐射特性及其探测技术研究
    王超哲,童中翔,芦艳龙,柴栋
    2011, 41(9):996-1001.
    [摘要](611) [HTML](0) [PDF 897.67 K](1294)
    摘要:
    根据红外辐射的基本原理,提出了基于温度场分布的飞机红外辐射计算方法。依据红外探测器的工作原理,得到经大气传输和目标与背景对比后探测器接收到的有效目标信息。通过探测器对某型飞机探测距离的计算和分析,总结出了影响探测效果的五个主要的飞机红外辐射特性:光谱特性、方位特性、高度特性、速度特性和发动机状态特性。在此基础上讨论了红外探测器的设计和使用上以及飞机红外隐身上应注意的问题。
    13  基于LabVIEW的红外成像图像处理方法及应用
    张寒松,王颖
    2011, 41(9):1002-1005.
    [摘要](874) [HTML](0) [PDF 1011.96 K](1244)
    摘要:
    随着图像技术的不断发展,图像质量的要求将越来越高。本文从原理和实用角度详细介绍了中值滤波、两点温度定标等图像处理方法,并以LabVIEW软件为开发平台,成功实现了对红外成像的坏点消除、非均匀性校正等,得到预期的效果。
    14  基于折射率调制原理的光纤生物传感器的研制
    吴鹏 秦水介
    2011, 41(9):1006-1009.
    [摘要](560) [HTML](0) [PDF 859.05 K](1366)
    摘要:
    根据光纤内光强损耗与芯外的环境有效折射率之间的关系,设计了一种结构简单、易于操作、成本低廉、灵敏度较高的折射率调制型的光纤生物传感器。文中对该传感器的结构进行了理论分析,通过对不同浓度葡萄糖溶液的检测,研究了该传感器的传感特性。结果表明:该传感器的检测灵敏度可以达到μmol/L量级,并具有较好的线性特性。
    15  大口径多维调整反射镜架的设计及精度分析
    吴军勇,孙蕊
    2011, 41(9):1010-1013.
    [摘要](472) [HTML](0) [PDF 1007.45 K](581)
    摘要:
    设计了一种能够满足大光斑激光传输的大口径的激光反射镜架,给出满足多维调整使用要求的设计方案,分析了调整架的理论精度、实际精度,分析了误差产生的原因,并根据使用要求对调整架进行了精度设计,进行符合实际的精度分配,使设计满足使用和加工的要求。
    16  机载光电跟踪系统搜索策略研究
    王国华,毛大鹏,刘洵,陈新云
    2011, 41(9):1014-1018.
    [摘要](559) [HTML](0) [PDF 923.11 K](660)
    摘要:
    评价未来空战系统作战能力的主要因素包括如下方面:发现目标的能力、可发现的范围、发现的概率。本文以某机载光电跟踪系统为对象,研究在具有诸多约束条件下的一种激光搜索策略,在保证不漏扫,满足探测概率的前提下,使系统搜索范围最大,并适应载机上的纯惯性状态下惯导的最大导航误差。本文建立了可有效减少重复作业和无效搜索时间,充分利用激光探测器的有效视场,对目标进行较高效率的等效“一”字形激光搜索策略模型,给出并分析了模型的边界条件。并给出了在确定的边界条件下数学模型的仿真数据。分析结果表明:在保证不漏扫,满足探测概率的前提下,在2000 m以下的高度,采用N=3,L=12 km的光斑搜索范围,基本能够覆盖惯性3σ导航误差范围。若导航误差取1σ,则在1500~6000 m高度都可覆盖。若想获得较高的搜索效能,需对搜索速度、重叠系数等因素综合考虑,而提高激光重复频率尤其重要。
    17  基于光电开关模型的坐标传感器设计
    曹勇,张宇,付静
    2011, 41(9):1019-1022.
    [摘要](467) [HTML](0) [PDF 1007.77 K](579)
    摘要:
    针对光栅靶中存在的标校问题,采用了光电坐标传感器,详细分析了坐标传感器的原理;构建了光电开关模型,回避了光电管亮度和发射角的一致性问题,并对坐标传感器进行了线性化分析和校正,取得了良好的改善效果。通过实验证明传感器的设计方案优化、参数选取合理、设计指标实用,具有使用安全、成本低的优点,有效提高了报靶的测试精度。
    18  基于LDC的图像过渡区提取与分割
    陈从平,秦武,方子帆
    2011, 41(9):1023-1026.
    [摘要](709) [HTML](0) [PDF 840.04 K](842)
    摘要:
    提出一种基于局部清晰度-复杂度的图像过渡区提取算法,通过计算图像局部清晰度获得清晰度图像,增加了过渡区灰度层次信息,再计算清晰度图像的局部复杂度,并根据复杂度曲线确定过渡区提取门限对过渡区进行提取,根据提取的过渡区灰度直方图,获得图像的分割阈值并对图像进行分割。实验结果表明,本文方法比传统的基于局部复杂度法提取的过渡区更加准确,图像分割效果更好。
    19  基于跟踪微分器的波门跟踪算法的研究
    王晓卫,吴晓中,王宏宇
    2011, 41(9):1027-1030.
    [摘要](627) [HTML](0) [PDF 891.94 K](1009)
    摘要:
    针对目标自动跟踪系统对目标跟踪算法实时性和精确性要求高的特点,提出了一种基于跟踪微分滤波器的运动目标跟踪方法。该算法利用跟踪微分器预测目标中心在下一帧体现在图像中可能出现的位置,以该位置为波门目标检测的中心,减少了目标的搜索范围,缩短了算法的运算时间。仿真结果表明,该方法具有不依赖于目标运动模型,实时性好,精确性高等优点。
    20  基于改进量子遗传算法的图像边缘检测研究
    张思维 熊娟
    2011, 41(9):1031-1035.
    [摘要](594) [HTML](0) [PDF 1.54 M](589)
    摘要:
    针对量子遗传算法在图像边缘检测存在的不足,提出一种改进的措施。首先对量子比特实施变换来控制量子态的演化和传递,对量子门旋转角大小增设系数来改变控制算法的收敛速度,旋转角方向调整系数避免部分个体因种群规模较大而使得角度方向改变值过小;然后进行量子比特幅编码,令有基因位的概率幅相同,使在整个解空间中所有可能解的取值概率相同;最后给出了图像边缘评价函数。实验仿真通过不同算法对比,本文算法对图像边缘检测效果好。
    21  激光主动成像图像降噪方法
    李迎春,范有臣 杜永红 郭惠超,章喜
    2011, 41(9):1036-1040.
    [摘要](436) [HTML](0) [PDF 962.92 K](537)
    摘要:
    针对激光主动成像图像的特点,并考虑到实时性的要求,提出了一种基于中值滤波与提升小波变换级联的图像降噪方法。首先在空域中对图像进行快速中值滤波,然后对含噪图像进行提升小波分解,最后在小波域内对高频子带进行阈值降噪处理。采用信噪比(SNR)、运行时间T和图像灰度曲面图作为图像降噪效果的评估,将该算法与传统小波降噪、传统小波与中值滤波结合降噪等进行对比实验。实验结果表明,该算法能有效滤除激光图像中的噪声,提高图像的信噪比,且运算速度更快,同时满足了工程应用中对降噪效果和实时性的要求。
    22  采用遗传算法提高自由曲面光顺特性
    张兴军,张玉香,梁海霞
    2011, 41(9):1041-1044.
    [摘要](468) [HTML](0) [PDF 734.26 K](513)
    摘要:
    为了提高自由曲面的光顺性,对采用遗传算法进行曲面光顺的算法机理、实现过程和平滑特征展开研究。首先利用模糊罚函数拟合激光扫描获取的离散点,然后根据群体规模在变量取值空间随机产生初始群体,计算群体中各个个体的标准目标函数值和约束函数值,最后根据模糊罚函数法将原来带约束的多目标优化问题转化为无约束多目标优化问题,并根据群体中的点的适应度值进行选择。实验结果表明:采用遗传算法进行曲面光顺处理,相比三次B样条拟合,曲面反射线分布更加均匀,自由曲面最大曲率变化率减小0.1。
    23  基于Curvelet变换的ESPI图像散斑噪声抑制算法研究
    李欣,张文茂,曾启林
    2011, 41(9):1045-1048.
    [摘要](385) [HTML](0) [PDF 638.28 K](415)
    摘要:
    重点研究了Curvelet变换的去噪原理及方法,并结合ESPI条纹图中散斑乘性噪声的特性,提出了改进的Curvelet变换去噪方法,即在去噪之前,先将图像进行对数变换,使得乘性噪声变成加性噪声,然后再进行Curvelet变换去噪,这样会更有利于噪声与边缘信息的分离。并把该方法应用在对轮胎的激光无损检测图像处理系统中,实验结果表明该方法在有效去除散斑噪声的同时,较好地保持了条纹图的边缘细节信息。
    24  轮廓波和非负稀疏编码收缩的毫米波图像恢复
    尚丽 苏品刚 周昌雄
    2011, 41(9):1049-1053.
    [摘要](509) [HTML](0) [PDF 1.12 M](701)
    摘要:
    针对毫米波图像存在的分辨率较低的问题,结合局部非负稀疏编码(non-negative sparse coding,NNSC)算法的自适应高阶统计特性以及轮廓波分解的方向性和能量变化特性,提出了一种新的基于轮廓波和NNSC收缩的毫米波图像恢复方法。NNSC算法是近年来发展起来的模拟人类视觉系统信息处理的有效方法。使用NNSC训练得到的特征基向量和最大似然估计(MLE),能够自适应地确定收缩去噪阈值,并把该收缩技术应用到轮廓波变换域,则能够大大减少毫米波图像中的大量未知噪声,提高毫米波图像的恢复质量。采用无噪自然图像验证基于轮廓波和NNSC收缩的图像恢复方法,实验结果证实了所提出的算法的有效性和实用性,表明该方法能够有效地用于低分辨率图像的恢复。
    25  基于Retinex理论的Mccann99算法改进
    沙俊名 刘泽乾 刘凡 夏志深
    2011, 41(9):1054-1057.
    [摘要](634) [HTML](0) [PDF 1.19 M](681)
    摘要:
    针对Mccann99算法在处理图像中的一些缺陷,提出了一种基于Retinex理论的Mccann99改进型算法。在改进中重新设定了Mccann99初始值,调整了差值,提出了新的循环次数,同时通过拓展图像的方式扩大了该算法的适用范围。实验结果表明,改进后的算法对图像的处理效果优于传统Mccann99算法。

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