• 2012年第1期文章目次
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    • >综述与评论
    • 飞机红外隐身技术研究

      2012, 42(1):3-7.

      摘要 (707) HTML (0) PDF 905.87 K (2039) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着红外探测技术和精确制导武器的发展,飞机要想在日益复杂的战场环境中保持和提高生存能力,必须综合采取各种隐身措施。针对飞机的红外辐射特征、辐射机理展开探讨,对飞机的红外隐身措施进行了总结。最后,结合国外的红外隐身技术和隐身材料的发展现状,展望了未来红外隐身技术的发展趋势。

    • 微波/红外成像复合制导技术发展分析

      2012, 42(1):8-12.

      摘要 (866) HTML (0) PDF 845.04 K (1614) 评论 (0) 收藏

      摘要:军事需求是武器装备发展的源动力,军事需求来源于对战场环境的准确分析。通过对现代高科技局部战争中战场环境的变化和反舰导弹面临的作战形势的分析,结合各种制导体制的优缺点以及复合制导技术的现状,提出了发展微波/红外成像复合导引头以完成反舰导弹面临的新的作战任务,并对复合导引头的关键技术进行了分析论证,最后得出发展微波/红外成像复合导引头可以提高反舰导弹突防能力的结论。

    • SOI材料在光电子学中的应用

      2012, 42(1):13-17.

      摘要 (396) HTML (0) PDF 916.00 K (1332) 评论 (0) 收藏

      摘要:SOI材料是应用于硅基光电子学中的一种重要的光波导材料。近年来随着SOI材料制备和加工技术的成熟,SOI基光波导器件的研究日益受到人们的重视。文章介绍了SOI材料在光电子学领域的一些具体应用,包括了在热光器件、电光器件、亚微米波导器件与光纤的耦合器以及光电子集成芯片等方面的最新研究进展。更小的波导截面尺寸是未来SOI光波导器件发展的必然趋势。

    • 基于激光多普勒测速的流场测试技术

      2012, 42(1):18-21.

      摘要 (448) HTML (0) PDF 849.77 K (1757) 评论 (0) 收藏

      摘要:激光多普勒测速技术,作为一种非接触式测速技术,具有测速精度高,测速范围广,空间分辨率高,不影响流场分布、可测远距离速度场等优点。因此多普勒测速技术已经在众多领域中得到广泛的应用。本文主要从理论上对激光多普勒测速技术进行分析,从实验角度阐述了激光多普勒测速技术的工作机理。并对激光多普勒测速技术在内燃机中流场测试应用的可行性进行分析,最后介绍了多普勒测速技术在内燃机流场测试中的应用和国内外发展情况。

    • >激光应用技术
    • 传输波束对无线光通信误码率性能的影响分析

      2012, 42(1):22-25.

      摘要 (629) HTML (0) PDF 866.20 K (758) 评论 (0) 收藏

      摘要:在无线光通信中,研究通信系统性能时多数是在平面波、球面波条件下进行的,而实际无线光通信系统发射的激光是高斯波束,所以研究不同波束对通信系统性能的影响具有重要意义。本文从孔径平均效应出发,运用理论分析和实验仿真的方法,在不考虑湍流内、外尺度影响的前提下,首先描述了高斯波束条件下,孔径平均因子随孔径尺寸的变化趋势,并且比较了不同湍流强度条件下孔径平均效应的差异;在OOK调制和非相干检测条件下,比较不同传输波束在弱湍流大气中传输时,孔径平均在改善误码率性能方面存在的差异。结果表明:高斯波束对误码率的影响明显,最先达到饱和状态,球面波次之,平面波较为平缓。

    • >激光器技术
    • 四镜8字环形腔激光器的设计与实验研究

      2012, 42(1):26-30.

      摘要 (461) HTML (0) PDF 942.45 K (2025) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用ABCD传输矩阵计算方法结合Matlab软件进行模拟计算,设计热稳定性良好的四镜8字环形激光谐振腔。该环形谐振腔在高功率泵浦条件下,腔模参数随热透镜焦距变化具有良好的稳定性。在腔内插入由法拉第旋光器和半波片组成的光学单向器,实现了单向运转。在泵浦功率为40 W时,获得最高功率为14 W的连续波单向1064 nm波长激光输出,光光转换效率为35%。

    • >红外技术及应用
    • 体内异常热源参数与体表温度关系的热像研究

      2012, 42(1):31-35.

      摘要 (397) HTML (0) PDF 1.09 M (980) 评论 (0) 收藏

      摘要:人体内异常热源的位置信息在体表上表现为对应部位温度较高。体表温度可以通过医用红外热像仪摄取,这是诊断体内异常热源的方法之一。但是其摄取的体表温度分布并不能直接反应体内异常热源位置等信息,因此对热源深度、温度、热物性等参数与体表温度分布之间相互关系的研究是非常必要的。该文基于生物热传导方程,通过建立有限元模型,仿真分析了体内热源参数对体表温度分布的影响;将研制的温度可调的恒温热源埋于分层生物组织内,并以红外热像仪摄取各层生物组织的温度,给出体内、体表温度场的分布,对理论仿真结果进行实验验证。研究结果表明,体表温度分布与体内热源深度的关联性最大,为体内异常热源诊断的热像技术研究提供理论与实验依据。

    • 甲烷红外吸收光谱随环境变化关系研究

      2012, 42(1):36-40.

      摘要 (539) HTML (0) PDF 959.49 K (1590) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于气体谱线展宽理论,数值模拟了甲烷泛频带2ν3的R(9)支吸收线型。利用可调谐半导体激光器从实验上测量了甲烷2ν3的R(9)支吸收线型。通过扫描1637.6~1637.92 nm甲烷混合气体的吸收光谱,计算得到甲烷自展宽系数(0.0725±0.008) cm-1/atm,空气碰撞加宽系数为(0.0335±0.0012) cm-1/atm。并首次从理论上给出了甲烷1637.8 nm吸收峰中心波长,在标准大气压条件下,随甲烷浓度变化的关系。对提高激光调制技术测量气体精度,具有重要意义。

    • 基于千兆以太网的红外热像仪数据传输

      2012, 42(1):41-44.

      摘要 (569) HTML (0) PDF 1.16 M (1260) 评论 (0) 收藏

      摘要:对于某红外线阵探测系统的高速大数据量传输,USB总线或百兆以太网等传输手段在距离和速度上已不能胜任,为此设计了基于FPGA的千兆以太网传输系统并成功应用于某型线阵探测系统中。文中通过对千兆以太网实现技术的深入分析和对线阵探测系统需求的实际考虑,采用简化且合理的方案在FPGA内部逻辑实现全双工MAC,实现了红外线阵探测器图像及上位机控制命令包的双向高速实时传输,且方法简单、性能良好,具有一定优势。

    • >红外材料与器件
    • GaSb基的InAs/GaSbⅡ类超晶格背景载流子浓度的测量

      2012, 42(1):45-50.

      摘要 (768) HTML (0) PDF 1.02 M (1570) 评论 (0) 收藏

      摘要:高质量的InAs/GaSbⅡ类超晶格(SLs)材料生长在晶格匹配的GaSb衬底上,由于GaSb衬底具有良好的导电性,传统的霍尔测量难以直接得到外延超晶格材料的载流子浓度等电学参数,所以,如何准确地获得InAs/GaSb超晶格外延材料中的载流子浓度成为了研究人员关注的焦点之一。主要介绍了InAs/GaSbⅡ类超晶格背景载流子浓度测量的四种典型的方法:低温霍尔技术;变磁场霍尔技术以及迁移率谱拟合;衬底去除技术;电容-电压技术。并给出了各种方法的基本原理,评价了每种方法的优缺点。

    • 低红外发射率黏合剂聚异戊二烯/丙烯腈的制备研究

      2012, 42(1):51-54.

      摘要 (649) HTML (0) PDF 972.08 K (1140) 评论 (0) 收藏

      摘要:以异戊二烯(IP)、丙烯腈(AN)为共聚单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联单体、十二烷基硫酸钠(SDS)和烷基酚聚氧乙烯醚(TX-30)为复合乳化剂、过氧化羟基异丙苯(CHP)-硫酸亚铁为氧化还原引发体系,采用乳液聚合法合成了热红外隐身涂层用聚异戊二烯/丙烯腈黏合剂。采用红外光谱仪(FT-IR)、场发射扫描电子显微镜(ESEM)、红外发射率测试仪等对共聚物的结构和红外性能进行了表征。研究了共聚物的红外光谱,比较了共聚物和三元乙丙橡胶(EPDM)在8~14 μm的红外吸收,并研究了共聚物中交联单体比例对共聚物在8~14 μm波段的红外吸收和红外发射率的影响。结果表明:聚异戊二烯/丙烯腈黏合剂在8~14 μm波段红外基本透明,红外发射率0.82,能应用于热红外隐身涂层。

    • >光电技术与系统
    • 基于有限元的磁光材料费尔德常数测试研究

      2012, 42(1):55-58.

      摘要 (619) HTML (0) PDF 912.81 K (1052) 评论 (0) 收藏

      摘要:正交消光法是磁光材料法拉第效应测试的一种常用方法。针对磁场测量的难度,采用有限元方法研究了系统中磁场的影响因素,改进了测试方案。和传统测试方法相比较,结果的准确度与精密度得到了提高。该测试方法可以应用于磁光材料费尔德常数的测试。

    • GaAs/InGaAs量子点探测器件微光读出研究

      2012, 42(1):59-62.

      摘要 (689) HTML (0) PDF 932.51 K (1475) 评论 (0) 收藏

      摘要:GaAs/InGaAs量子点光电探测器,在633 nm激光辐射3.5 nW条件下,器件偏压-1.4 V时,测得响应电流8.9×10-9 A,电流响应率达到2.54 A/W,量子注入效率超过90%。基于GaAs/InGaAs量子点光电探测器的高量子注入效率、高灵敏度等特点,采用具有稳定的电压偏置,高注入效率和低噪声特点的CTIA(电容互阻跨导放大器)作为列放大器读出结构,输出部分采用相关双采样(CDS)结构去除系统和背景噪声。实验结果表明,在3.5 nW的微光辐射下,器件偏压为-2.5 V时,50 μm×50 μm像素探测器与读出电路互联后有7.14×107 V/W的电压响应率。

    • 热真空环境下二维尺寸视觉测量标定方法研究

      2012, 42(1):63-67.

      摘要 (541) HTML (0) PDF 964.94 K (800) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对热真空环境条件对视觉测量精度影响的问题,提出了一种新的基于像素当量的二维尺寸视觉测量系统实时标定方法。该方法采用光刻已知尺寸线条的石英标准件作为测量基准,利用一阶微分期望亚像素细分算法和最小二乘拟合,可实时获取较高精度的像素当量值从而减小环境误差。热真空环境下的实验结果表明,该方法可用于热真空环境下二维小尺寸视觉测量的标定。

    • >光电材料
    • 元素掺杂对LED器件空间辐射性能的影响

      2012, 42(1):68-71.

      摘要 (437) HTML (0) PDF 1.11 M (728) 评论 (0) 收藏

      摘要:发光二极管(LED)是卫星光通信系统中重要的光源部件,它的工作性能直接影响着光通信系统的可靠性。对粒子辐照条件下LED器件的少数载流子寿命和输出光功率变化进行了深入的理论分析,依据理论分析展开数值模拟计算。结果表明,提高LED有源区Zn元素掺杂浓度可有效降低少数载流子的辐射寿命,在提高LED输出功率的同时有效提升器件的空间抗辐射性能。

    • >光纤及光通讯技术
    • 基于长周期光栅滤波的光栅解调系统

      2012, 42(1):72-75.

      摘要 (546) HTML (0) PDF 972.18 K (870) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于长周期光栅的边缘滤波特性,设计了一种光纤布拉格光栅的传感解调系统,适用于布拉格光栅的静态和动态解调。系统实现了3.5 nm范围内的线性解调,波长灵敏度为0.092 nm-1,波长分辨率可以达到0.01 nm。振动测量中检测信号稳定,测量频率误差在1%以内。针对长周期光栅对温度和弯曲敏感的问题,采用了适当的温度补偿和封装技术,使长周期光栅的温度漂移系数从112 pm/℃下降到45 pm/℃,显著提高了系统的稳定性。

    • >光子晶体
    • Compton散射对等离子体MI基态增益谱的影响

      2012, 42(1):76-80.

      摘要 (431) HTML (0) PDF 880.33 K (445) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用多光子非线性Compton散射模型和非线性薛定谔方程,研究了多光子非线性Compton散射对等离子体中调制不稳定性基态增益谱的影响,提出了将入射光和Compton散射光作为产生调制不稳定性的新机制,给出了微扰的功率增益表达式,并进行了数值模拟。结果表明,入射光和Compton散射光共同决定了调制不稳定性的基态增益,Compton散射使扰动信号的功率和频率增大,从而使增益谱对应的频率范围和增益峰值增大。

    • >电子电路
    • 基于步进电机的红外镜头控制组件设计

      2012, 42(1):81-84.

      摘要 (469) HTML (0) PDF 898.13 K (1570) 评论 (0) 收藏

      摘要:镜头是热像仪的重要组成部件之一,镜头中镜片的切换、平移可实现红外热像仪视场的变换和调焦。本文首先根据步进电机的工作原理,通过分析步进电机的运动模型和驱动模型,计算了实际的驱动脉冲频率和驱动电流。据此设计了一种基于步进电机的红外镜头控制组件。实验数据和实际使用结果表明该控制组件不仅能够实现快速准确的视场切换和调焦,并且具有较好的环境适应性。

    • >光学技术
    • 基于谐衍射特性的红外双波段光学系统设计

      2012, 42(1):85-88.

      摘要 (495) HTML (0) PDF 985.19 K (922) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于谐衍射光学元件的成像理论,将谐衍射透镜应用在传统红外单波段系统里,设计得到工作波段处于4.4~5.4 μm和7.8~8.8 μm的红外双波段光学系统。分析了谐衍射光学元件的特性,计算了光学系统的结构参数,并利用软件的多重结构进行了优化。设计结果表明,系统的光学传递函数在两个波段范围内,20 lp/mm时的归一化值均大于0.5,具有良好的成像质量。为红外光学系统的设计提供了一种全新器件。

    • 长焦距空间相机主次镜间桁架支撑结构设计

      2012, 42(1):89-93.

      摘要 (508) HTML (0) PDF 966.77 K (748) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了满足长焦距空间相机主次镜间支撑结构高刚度、高强度、高热稳定性和轻量化的设计要求,从材料选择、结构形式、连接工艺和参数优化等方面分析了空间相机主次镜间支撑结构设计中需要考虑的问题。针对某7 m焦距,相对孔径1∶6,采用卡塞格林光学系统的空间相机,设计了一种采用碳纤维复合材料的3层27杆式主次镜间桁架支撑结构,并基于有限元法对其进行了优化设计。分析结果表明,设计的桁架结构质量减轻了38 kg,一阶固有频率可达80 Hz,在径向自重和5 ℃均匀温升载荷作用下,次镜最大倾角为4.6″,表明所设计的支撑桁架合理可行,能够满足长焦距空间相机的使用要求。

    • >全息技术(不作报道)
    • 基于全息二次曝光的物体形变测量

      2012, 42(1):94-99.

      摘要 (373) HTML (0) PDF 1.14 M (570) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对全息测量物体形变的缺点,采用全息二次曝光法。首先采用二次曝光法对光波初始物面与变化比较,通过干涉条纹的分布情况得到物体变化;然后用Rayleigh-Sommerfeld衍射对全息图卷积;接着为了得到高质量地反映相对变形场分布的干涉场,对移动相移进行修正,消除刚体位移和倾斜影响;最后用非线性扩散偏微分方程法抑制噪声,通过建立一个关于时间与空间变量的模型,其解作为恢复测量数据。实验仿真了全息二次曝光系统,实现不连续的相位变为连续相位,测量不同驱动电压的梁移动典型变形情况及单列曲线,得到了较满意的结果,与普通检测方法相比,该方法具有结果直接可靠、不损伤物体等诸多优点。

    • >图像与信号处理
    • 基于二级检测的椒盐噪声滤除算法

      2012, 42(1):100-104.

      摘要 (489) HTML (0) PDF 1.19 M (512) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:针对目前算法不能适用于含不同密度椒盐噪声的图像去噪,提出了一种基于噪声点极值特性和方向差异性的开关型噪声滤波器。检测阶段,采用极值法检测噪声,并计算噪声密度,当噪声密度低于阈值时进行基于噪声点方向差异性的二次检测,否则直接进行滤波;滤波阶段,根据局部噪声密度选择递归或非递归窗口,进行除去窗内噪声点的加权均值滤波。实验结果表明本文算法滤波性能和细节保护都优于传统中值滤波和一些改进算法。

    • 小波阈值去噪法的深入研究

      2012, 42(1):105-110.

      摘要 (498) HTML (0) PDF 1.06 M (1286) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对以往小波阈值图像去噪法在去除图像噪声的过程中会出现的去噪不彻底、噪声残留、和噪声误判的问题,对小波阈值去噪方法中两个重要因素阈值选取方式和阈值函数进行改进,以达到更好去除噪声的目的。在以往的统一阈值基础上加以修改,使阈值能随着分解尺度的变化而改变,减少小波系数和原系数之间的偏差;对传统的软阈值和硬阈值的优点予以保留,改进它们各自的缺点,产生一种新的阈值函数,使它在处理小波系数时更加灵活。通过Matlab的仿真实验和对算法的精度分析表明,用改进后的小波阈值去噪法处理加高斯噪声的lean图像可以很好的去除图像噪声,使图像的信息熵,对比度和信噪比均得到很大的提高,图像质量和视觉效果也得到提升。

    • 畸变的衍射机理及其计算与校正研究

      2012, 42(1):111-115.

      摘要 (285) HTML (0) PDF 1.00 M (428) 评论 (0) 收藏

      摘要:从基于点源圆孔衍射的成像原理出发得到了仅有畸变像点的光场分布的计算式,分析探讨了畸变的衍射机理及其计算与特征以及校正方法,模拟实验表明了这一理论和方法的可行性,有助于光学设计中对畸变进行像差平衡与校正和光学加工中对畸变的检测与修正以及数码成像系统中对畸变做电子校正等。

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