2012年第10期文章目次

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  • 1  基于左手材料波导的慢光产生
    刘伟,薛燕陵
    2012, 42(10):1093-1097.
    [摘要](520) [HTML](0) [PDF 1.21 M](555)
    摘要:
    通常右手材料中实现慢光的方法包括改变材料色散和波导结构色散,而左手材料的提出除了可以利用上述方法外还为慢光技术的实现提供了全新的方法,并具有室温固体条件下易实现的优点。分析了利用左手材料实现慢光的两种机理,并介绍了当前利用含有左手材料的波导结构实现慢光的研究进展和成果,最后对左手材料在慢光领域的应用做了总结。
    2  污染物致光学元件损伤特性研究进展
    冯峰,贺少勃,袁晓东,肖峻
    2012, 42(10):1098-1102.
    [摘要](405) [HTML](0) [PDF 1.08 M](623)
    摘要:
    总结了致损伤污染物的分类和污染物致光学元件表面损伤的原理,介绍了污染物诱导光学元件表面损伤的物理过程,阐述了近几年污染物致损伤研究所取得的进展,并提出了污染物致损伤研究过程中仍然存在的相关问题及发展方向。
    3  占空比对激光相干合成的影响
    蒋茂华,苏毅,卢飞
    2012, 42(10):1103-1106.
    [摘要](426) [HTML](0) [PDF 960.05 K](581)
    摘要:
    占空比是影响相干合成的重要因素,通过对矩形光束的相干合成进行数值模拟,在同一功率总量、同一发光总面积下,改变近场光束的排布方式、子束光束数量,根据合成光束在远场的场强分布,分析其对合成后光束的光束质量、峰值功率的影响,得出合理的排布方式和数量。
    4  基于小波包和神经网络激光冲击强化诊断研究
    邱辰霖 程礼
    2012, 42(10):1107-1110.
    [摘要](430) [HTML](0) [PDF 801.10 K](414)
    摘要:
    为了对激光冲击强化过程进行故障诊断,提出了一种基于小波包和BP神经网络的声学诊断方法,利用小波包提取出了激光冲击强化过程中所采集声波信号在某些频段的能量作为信号特征,并通过神经网络进行训练,能够较好地识别出模拟的故障情况,对于进一步加强声学诊断方法的研究具有重要意义。
    5  不同地形激光雷达数据点云的信息提取方法
    敖建锋 赵鑫 唐瑞林,陈冉丽
    2012, 42(10):1111-1114.
    [摘要](550) [HTML](0) [PDF 1.04 M](944)
    摘要:
    针对不同地形点云数据采用不同的滤波和格网插值方法提取地面信息,得到了良好的滤波插值效果,为后续地表下沉盆地获取等工作提供了优质的基础数据。对于不同的点云数据,文中分别进行了针对性的处理。对地表平坦且植被稀少的点云数据,采取高程最低点采样并替代格网高程值的方法;对地物和植被杂乱的点云数据,采用基于先验高程信息滤波与Kriging格网插值相结合的方法;而对于地形起伏较大的点云数据则采用渐点加密TIN滤波与Kriging格网插值相结合的方法,最终得到高质量的基础数据并应用于工程实际。
    6  遗传算法在激光整形中的应用
    王卫兵 赵帅 郭劲 王挺峰
    2012, 42(10):1115-1119.
    [摘要](518) [HTML](0) [PDF 972.11 K](393)
    摘要:
    同爬山算法相比,遗传算法具有全局优化能力,为了研究遗传算法的波前整形能力,利用32单元变形镜和12项Zernike多项式构成的畸变波前建立了激光波前整形系统仿真模型。基于Zernike多项式的单位正交性特点,得到了两个常数矩阵,简化了算法的运算过程,加快了算法运行时间。然后分别对遗传1000,10000和100000代后的斯特列尔比和整形效果进行了模拟仿真,仿真结果为:进行100000代遗传后,遗传算法可分别将初始畸变波前的斯特列尔比从0.3771整形到0.9049,波前峰谷值从0.8078λ整形到0.3758λ,均方根从0.1572λ整形到0.0503λ,并且随着遗传代数的增加,斯特列尔比逐渐和整形效果均逐渐趋于最优,进一步表明遗传算法是一种优化逼近控制算法,可以通过对变形镜驱动电压的优化控制来实现波前整形,为遗传算法应用于波前整形技术中提供了理论依据。
    7  激光诱导冲击波的预应力成形仿真研究
    姜银方,何玉中
    2012, 42(10):1120-1123.
    [摘要](268) [HTML](0) [PDF 900.40 K](394)
    摘要:
    为了研究预应力对板料激光冲击成形性能的影响,采用数值仿真的方法,分析了不同板料尺寸下,预应力对板料激光冲击成形极限的影响。研究结果表明,无预应力作用下,不同尺寸板料的激光冲击成形极限深度不同;在预应力作用下,板料的激光冲击成形极限深度有所增加;当预应力在0~10 MPa范围时,板料的激光冲击成形极限随着预应力的增大而增大,超过此范围时,成形极限随预应力变化比较缓慢,并逐渐接近一限定值;在相同预应力作用下,不同尺寸板料的激光冲击成形极限提高的幅度不同。激光冲击预应力成形有利于提高板料的成形性能,研究为有效的控制板料变形过程,实现金属板料的激光冲击成形提供了依据。
    8  Tm∶YAP激光器泵浦8 μm光参量振荡器
    韩隆 苑利钢 魏磊 王克强
    2012, 42(10):1124-1126.
    [摘要](354) [HTML](0) [PDF 1017.83 K](614)
    摘要:
    简要介绍了长波红外激光应用和技术发展状况,采用Tm∶YAP激光器泵浦光参量振荡器(OPO)的技术途径,获得了0.8 W的长波红外激光输出,输出波长峰值位于8.1 μm,光参量振荡器的光转换效率为6%,输出斜效率为6.9%。
    9  1 kW全光纤激光器实验研究
    张利明,周寿桓,赵鸿,朱辰,冯宇彤,李尧,王雄飞,张昆,张大勇
    2012, 42(10):1127-1130.
    [摘要](502) [HTML](0) [PDF 941.42 K](562)
    摘要:
    研究了输出功率1 kW的连续全光纤激光器的实现方法。采用双端泵浦单谐振腔方式,通过优化增益光纤及光纤光栅参数,实现了工作波长1.08 μm,最大输出功率1.03 kW的全光纤连续激光输出,光-光转换效率74.6%,斜效率75%。输出功率为272 W时光束质量M2x=1.39,M2y=1.43。分析了光束质量变差的原因,认为在高功率下光纤光栅、合束器及熔点导致原先在纤芯中传输的激光部分被泄露到包层中,在包层中传输的激光使光束质量变差。提出了进一步改进的方法。
    10  红外焦平面阵列的非均匀性研究
    王学伟,李珂,王世立
    2012, 42(10):1131-1134.
    [摘要](570) [HTML](0) [PDF 940.69 K](374)
    摘要:
    红外焦平面阵列的非均匀性校正是凝视型红外成像系统中必不可少的一部分。文中从光电成像原理角度出发,深层分析了非均匀性的产生机理;针对传统神经网络校正算法存在的缺陷,从理想期望输出、误差函数和迭代步长三个方面进行了改进;并通过实验仿真对改进算法进行了验证,结果表明改进算法的校正效果较传统算法有明显的提高。
    11  岩石热辐射偏振影响因子及其交互作用研究
    张霞 赵云升,孙天琳,陈倩冉
    2012, 42(10):1135-1139.
    [摘要](490) [HTML](0) [PDF 829.97 K](387)
    摘要:
    地物在发射电磁辐射的过程中,会表现出与其自身性质相关的偏振特性。岩石作为构成地球岩石圈的主要物质,其热辐射也存在偏振特性,并且这一偏振特性会受到诸多因素的影响。为了定量分析单一因子及其交互作用对岩石热辐射偏振度的影响,作了三因素三水平的正交实验设计,利用热红外辐射计对岩石样品的热红外偏振度进行测量,运用SPSS软件对实验数据进行处理。结果表明,岩石类别以及探测方位角均对岩石的热辐射偏振度产生极其显著的影响,而其交互作用对岩石的偏振度产生显著影响;探测天顶角对岩石的偏振度产生一定影响,而探测天顶角与其他因素的交互作用均对岩石的偏振度没有影响,该结论为岩石的热红外偏振遥感的定量研究提供了重要依据。
    12  发动机排气系统红外辐射特性数值模拟
    李贺,袁新威,童中翔,李建勋
    2012, 42(10):1140-1144.
    [摘要](385) [HTML](0) [PDF 930.18 K](388)
    摘要:
    建立了发动机排气系统的内外流一体化流场计算模型,经过流体分析CFD软件计算得整个流场的温度场、压力场和浓度场分布。燃气介质考虑了水蒸气、二氧化碳和一氧化碳的红外光谱吸收与发射,然后采用辐射传递方程(RTE)积分法计算了发动机排气系统的红外辐射特征。结果表明,发动机排气系统红外辐射强度沿天顶角的分布图不再是“梨”形,而是“超椭圆”形。
    13  红外系统自动调焦技术的研究与工程实现
    包琳,李文虎,李刚
    2012, 42(10):1145-1148.
    [摘要](437) [HTML](0) [PDF 1008.05 K](506)
    摘要:
    研究并实现了一种适用于红外热像仪实际工程应用的自动调焦技术。该技术采用轴向移动变焦方式,选取拉普拉斯(Laplacian)算子作为评价函数模板,以优化的爬山搜索法进行峰值判断,同时结合PID的控制方法驱动调焦电机,最终实现了稳定、快速、精确的自动对焦,并充分考虑了对实际应用中场景目标的适用性。本技术以FPGA为核心处理器,采用SoPC(system on programmable chip,可编程片上系统)的处理架构实现算法,成功应用于工程项目中。
    14  超声红外热像技术中缺陷的自动识别
    冯辅周,张超省,江鹏程,闵庆旭
    2012, 42(10):1149-1153.
    [摘要](437) [HTML](0) [PDF 903.21 K](447)
    摘要:
    超声红外热像技术是一种新型无损检测技术,对金属试件疲劳裂纹、复合材料冲击损伤等缺陷具有良好的检测效果。传统缺陷识别主要依靠肉眼识别和专业经验,对缺陷类型、缺陷程度的判断很难定量把握;基于时间序列的缺陷识别算法速度慢、精度差、自动化程度低。本文以超声红外热像技术中裂纹的检测为例,通过对比分析热图像分割区域中裂纹区域与亮点区域的形状、灰度等分布特征,提取了用于裂纹信息识别的特征参量,开发了基于加权支持向量机的裂纹自动识别算法,为实现超声红外热像技术中缺陷的自动识别奠定了基础。试验验证了本文所提特征参量和自动识别算法的有效性。
    15  基于燃速的助推段固体弹道导弹红外特性分析
    王建华,李小将,王志恒,张东来
    2012, 42(10):1154-1160.
    [摘要](330) [HTML](0) [PDF 1.38 M](459)
    摘要:
    速燃助推作为应对红外预警卫星的有效手段,直接关系导弹防御系统的作战效能。论述了预警卫星工作原理,总结了速燃助推技术,建立了发动机喷管出口温度、导弹蒙皮温度和导弹尾焰温度特性与发动机燃速的数学模型,采用定量与定性相结合的方式仿真分析了助推段固体弹道导弹的红外特性与燃速的关系,探讨了速燃条件下减小导弹红外辐射特性的有效措施。
    16  Si基碲镉汞分子束外延工艺优化研究
    王经纬,巩锋,刘铭,强宇,常米,周立庆
    2012, 42(10):1161-1164.
    [摘要](375) [HTML](0) [PDF 938.88 K](677)
    摘要:
    报道了Si基碲镉汞(MCT)分子束外延(MBE)的最新研究进展,通过使用反射式高能电子衍射(RHEED)、高温计的在线测量建立和优化了3 in Si基碲镉汞生长温度曲线;通过二次缓冲层的生长进一步降低了界面能,获得的Si基HgCdTe材料在8 μm的厚度下半峰宽达到90.72 arcsec,原生片位错密度(EPD)小于1×107 cm-2;采用此材料成功制备出了高性能的中波Si基1280×1024碲镉汞探测器。
    17  一种基于频率的混合激光制导信号分选方法
    王金峰 宋东升 楚振锋 张志云
    2012, 42(10):1165-1167.
    [摘要](397) [HTML](0) [PDF 939.47 K](485)
    摘要:
    依据常见的激光制导信号具有周期性的特点,提出了一种基于频率的混合激光制导信号批次分选方法。在获取了混合信号的骨架周期后,在周期内逐次提取不同频率的单路信号,实现对混合信号的批次分选。仿真结果证明该方法能够对多种常见的混合激光制导信号实现快速准确的分选。
    18  中红外激光对红外导引头干扰试验研究
    初学莲 吴奇峰 张元生
    2012, 42(10):1168-1170.
    [摘要](356) [HTML](0) [PDF 770.58 K](571)
    摘要:
    在实验室环境下完成了中红外激光对正交四元和凝视成像型两种红外导引头的干扰试验,验证了不同干扰方式对不同探测体制导引头的干扰效果,分析、总结了实现有效干扰的条件。
    19  半捷联稳定在工程应用中的关键技术
    毛大鹏 丁金伟 王国华 孙敬辉
    2012, 42(10):1171-1176.
    [摘要](387) [HTML](0) [PDF 1.32 M](307)
    摘要:
    由于半捷联稳定技术在具体工程实施中,受到系统带宽有限、弹体及光机结构刚度不足、存在各种机械/电气干扰等多种因素的影响,难以实现较高的视轴稳定精度,提出了一种半捷联视轴稳定的数学模型,并深入探讨了工程实施中的难点及其克服途径,特别是对α-β滤波器的使用及其延迟补偿进行了分析,仿真结果显示,在加入滤波器和补偿环节后,系统的稳定精度提高了76%左右。最后,在原型样机上进行了实验研究,试验结果表明:在典型弹体扰动条件下,半捷联稳定方式能够有效的隔离载体扰动,达到传统常平架式稳定平台的稳定精度,具有较强的工程实用性。
    20  基于Contourlet直方图的目标跟踪算法
    郭文婷,蔡念
    2012, 42(10):1177-1180.
    [摘要](427) [HTML](0) [PDF 1.01 M](602)
    摘要:
    提出一种基于Contourlet直方图的目标跟踪算法。对图像先进行Contourlet变换,并利用变换后的Contourlet系数建立Contourlet直方图,将其作为meanshift算法的迭代参数来实现目标跟踪。实验结果表明,本算法具有较好的鲁棒性,能够在遮挡、小目标等情况下实现快速准确的跟踪。
    21  一种基于自适应背景预测的红外弱小目标检测方法
    王宇翔,韩振铎,王宏敏,臧传吉
    2012, 42(10):1181-1186.
    [摘要](319) [HTML](0) [PDF 1.03 M](678)
    摘要:
    针对目前典型的基于背景预测的红外弱小目标检测方法中无法较好消除噪声的问题,提出了一种基于自适应背景预测的红外弱小目标检测方法。该方法不同于传统方法,在对红外图像进行背景预测时,不仅考虑邻域内像素点的灰度值,同时还通过自适应处理的方法将待预测像素点灰度值也考虑其中,能有效改善低信噪比下红外图像弱小目标的检测性能。通过大量的仿真数据对本文和传统方法进行了对比和分析,证明了该方法的有效性和优越性。
    22  基于数字水印载体的图像语音判读方法研究
    高裴裴,朱耀庭,张世涛,朱承松
    2012, 42(10):1187-1190.
    [摘要](252) [HTML](0) [PDF 1003.40 K](370)
    摘要:
    为了解决图像真伪的智能语音判读问题,提出了一种基于数字水印载体的图像语音判读方法,方法首先预存储防伪语音信息特征,而后将语音信息分解成语音符号信息以数字水印为载体嵌入到图像内部,提取复原后由专用的语音合成系统进行发音并与先前特征进行比对,进而实现判读。实验验证了方法的有效性,方法的实现使图像具备了语音校验能力和语音真伪智能判别能力。
    23  基于能量树编码的小波图像压缩算法
    郭慧杰,赵保军
    2012, 42(10):1191-1195.
    [摘要](281) [HTML](0) [PDF 885.42 K](353)
    摘要:
    针对小波变换的空间能量聚集特性,提出了一种基于能量树编码的小波图像压缩算法。该算法在离散小波变换的基础上,分别对图像的各高频子带按其局部能量构建分层能量树,利用总能量和各层的能量角等效表示子带的小波系数;根据给定的压缩比,选择合适的代价函数构建最佳能量树,然后对其进行量化和编码,通过自适应的比特率分配实现小波图像压缩。实验结果表明,该算法实现简单,重构图像质量好,与当前多种主流的小波图像压缩算法相比,压缩性能有了明显提高。
    24  基于卷积运算的纸币红外图像斑马线特征提取
    胡学娟,刘承香,杨锦辉,郭春雨
    2012, 42(10):1196-1201.
    [摘要](556) [HTML](0) [PDF 1.11 M](615)
    摘要:
    提出利用卷积运算方法对纸币红外图像特征之——斑马线结构特征进行了提取,与数学形态学、canny边缘检测等特征提取结果进行了比较,并在MATLAB环境下编程实现。实验结果表明,在红外防伪点较难清晰成像的情况下,分析特征固有频率,设计了合适的卷积核,利用图像水平投影和信号卷积运算能够克服光源不均匀及纸币新旧不同带来的识别困难,将红外图像的弱目标特征提取出来,算法简单,应用性强,鉴伪效果好。

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