2012年第3期文章目次

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  • 1  国外大型地基望远镜主镜支撑综述
    王富国,吴小霞,邵亮,李剑锋
    2012, 42(3):237-243.
    [摘要](630) [HTML](0) [PDF 1.25 M](1258)
    摘要:
    对于大型地基望远镜来说,主镜支撑是关键技术之一,主镜支撑效果直接影响望远镜的观测能力,文章详细介绍了目前国际上具有代表性的一些望远镜主镜的底支撑和侧支撑方法和结构等,总结了主镜支撑的几个原则,期望对我们从事大口径望远镜的研制提供一些借鉴意义。
    2  机场泊位引导系统的发展现状及关键技术分析
    韩万鹏,蒙文,李云霞,李大为,蒋馥蔚
    2012, 42(3):244-249.
    [摘要](384) [HTML](0) [PDF 1.05 M](2328)
    摘要:
    介绍了机场泊位引导系统的发展现状,对当前国外研发生产的几款设备以及科研专利中的实现方法进行了系统比较,并对其发展趋势进行了展望。概述了基于三维激光扫描技术泊位引导系统的结构组成和工作原理。在总结对比泊位系统中激光扫描单元与成品三维激光扫描仪多种差别的基础上,论述了脉冲激光测距和双振镜扫描在泊位系统应用中的设计要求,针对容易产生误差的环节,提出了相应的校正方法,同时介绍了点云数据处理流程和算法设计要点。
    3  太赫兹行波管的研究进展
    张章
    2012, 42(3):250-257.
    [摘要](568) [HTML](0) [PDF 1.00 M](1682)
    摘要:
    太赫兹行波管具有输出功率高、频带宽、紧凑轻便等优点,是一种理想的太赫兹辐射源,可望在军事、民用领域得到广泛应用。本文对国内外太赫兹行波管的研究现状进行了较详细的介绍和归纳总结,并对其发展趋势做了论述分析。
    4  机载激光猝发通信技术研究
    张景阳 王海晏 王领 陈鑫 王芳
    2012, 42(3):258-262.
    [摘要](394) [HTML](0) [PDF 1.26 M](1604)
    摘要:
    采用ATP技术建立机载激光数据链路,同时通过激光猝发通信方法实现战斗机之间信息传输。主要进行了激光猝发通信技术系统分析、ATP技术具体研究以及采用Optisystem软件进行通信仿真验证。为了能在高速率数据猝发传输保证数据的正确与完整,系统采用了专门设计的数据帧结构和编码方式。仿真结果表明:猝发通信方式能够满足通信要求,系统最小误码率为10-10。
    5  激光微孔加工中调节孔锥度的算法研究
    于洵,张晓,程光华
    2012, 42(3):263-267.
    [摘要](682) [HTML](0) [PDF 1.02 M](852)
    摘要:
    基于超快激光倒锥孔微加工技术需要,提出了一种利用电光晶体的电光偏转原理调节光束产生动态精密微位移的方法。通过四块楔形电光晶体的特定方式组合,调节施加在电光晶体上的电压大小,可使出射光束产生动态的横向位移。在此方法的基础上施加旋转运动,可实现激光加工锥度可控的倒锥孔。本文介绍了横向位移的产生方法,分析了产生最大横向位移的影响参数,举例使用KDP,D-KDP,RTP等电光晶体,讨论了不同长度下,所产生的动态横向微位移范围。入射光束直径3 mm,电光晶体厚度3 mm,宽度30 mm,总长为210 mm,楔角α为0.3 rad,调节电压从0~90000 V时,RTP电光晶体可产生0~700 μm的动态横向位移。
    6  基于多普勒激光雷达的风场预测
    胡琦,李元祥,宋金泽,褚宏莉
    2012, 42(3):268-273.
    [摘要](416) [HTML](0) [PDF 1.26 M](1207)
    摘要:
    采用灰色理论、BP神经网络、布朗三次指数平滑算法来对雷达风场预测进行研究。利用香港国际机场激光雷达数据对风场PPI扫描风速进行预测,得到了预测时刻机场区域整个风场的概况,让飞行员能提前了解机场区域内未来一段时间的风场环境;使用下滑道扫描数据对飞机在下滑道附近的迎头风进行预测,从而更精确地预测飞机在起飞和降落过程中将会遇到的风场波动,使飞行员能够在风切变探测系统告警之前,增加飞行员进行反应和相关准备的时间。对实验结果的统计分析表明:布朗三次指数平滑预测在延长预测时间时,预测精度随时间的增加而下降的趋势较明显;灰色预测和BP网络预测在风场变化很大的情况和延长预测时间时,仍能在一定程度上保证预测精度;灰色预测较BP网络预测效果稍好。
    7  基于理想导体界面的三维激光漫反射特性
    李恪,王江安,姚瑶
    2012, 42(3):274-278.
    [摘要](646) [HTML](0) [PDF 1.04 M](531)
    摘要:
    针对激光点对点通信方式的不足,提出了利用海面作为激光漫反射媒介进行组网通信的设想,并对激光入射理想导体表面后产生的散射场进行了的研究。首先利用三维锥形波对三维入射激光束进行了模拟;然后对散射场在各个方向上的分量之间的耦合关系进行了研究,并列出矩阵方程;最后通过结合格林函数谱积分加速算法的前后向迭代法求解矩阵方程,得出三维散射系数,准确的表示了基于理想导体界面的三维激光漫反射特性,为进一步研究三维激光海面漫反射特性奠定了基础。
    8  LD端面泵浦355 nm紫外激光器
    杨涛 赵书云 张弛 刘磊 王旭 姜东升
    2012, 42(3):279-282.
    [摘要](682) [HTML](0) [PDF 1.02 M](1765)
    摘要:
    采用大功率激光二极管模块光纤耦合端面泵浦Nd∶YVO4晶体,声光调Q,腔外三倍频方式实现355 nm紫外激光输出。通过计算设计了高效稳定基频谐振腔,在腔外采用LBOⅠ类相位匹配和LBOⅡ类相位匹配的方式倍频与和频,并采用4 f系统对1064 nm基频光和532 nm倍频光进行聚焦,减小了球差效应对光束的影响以提高和频效率。在泵浦功率32.3 W,得到15.9 W 1064 nm连续基频激光输出,光光效率49%。在20 kHz调制频率下,得到1.45 W 355 nm紫外激光输出。通过Spiricon光束质量分析仪进行测试,在大功率输出时,紫外激光光束质量因子M2x=1.6,M2y=1.56。
    9  Z型正交波罗棱镜腔的特性研究
    沈建平 丁春峰
    2012, 42(3):283-287.
    [摘要](668) [HTML](0) [PDF 1.21 M](542)
    摘要:
    使用琼斯矩阵光学,理论分析Z型正交波罗棱镜腔运转特性。在不同波罗棱镜折射率情况下,分析波片方位角与偏振透过率、反射臂的有效反射率、输出臂的耦合反射率以及补偿波罗棱镜相位延迟的波片数关系。使用四阶龙库塔法则结合速率方程,理论分析耦合反射率的改变对调Q脉冲能量和宽度的影响。
    10  二极管泵浦Yb∶YAG准三能级1024 nm薄盘激光器
    王爱国,王君光,李永亮
    2012, 42(3):288-291.
    [摘要](572) [HTML](0) [PDF 983.41 K](605)
    摘要:
    采用二极管泵浦Yb∶YAG晶体实现准三能级连续1024 nm薄盘激光器,1024 nm谱线是由Yb∶YAG晶体内的2F5/2-2F7/2能级跃迁实现的,实验中采用折叠腔结构。泵浦光16次通过Yb∶YAG晶体,当注入泵浦功率为17.9 W时,1024 nm激光输出功率为370 mW,通过采用I类临界位相匹配LiB3O5(LBO)晶体进行腔内二次谐波倍频,获得最大输出功率为45 mW的512 nm蓝-绿激光稳定输出,蓝-绿色激光30 min功率稳定度优于4.3%。
    11  红外探测在预警机上的作用分析
    孙蕊
    2012, 42(3):292-295.
    [摘要](613) [HTML](0) [PDF 842.96 K](1316)
    摘要:
    红外探测技术以其独特的优势,在机载侦察领域得到了一定范围的应用。而随着红外探测器件的长足发展,红外探测技术在预警机系统中可以肩负怎样的作用、得到怎样的应用,逐渐成为大家新的关注点。本文以红外探测的原理和发展现状作为切入点,结合预警机自身的任务特点,深入分析了红外探测技术在预警探测、监视侦察、辅助驾驶等方面具有的明显优势,证明了红外探测技术在提高预警机的综合作战能力和空中生存能力等方面具有的显著作用。
    12  彩色大面阵数字航空遥感相机技术的研究
    惠守文,刘立国
    2012, 42(3):296-300.
    [摘要](527) [HTML](0) [PDF 1.13 M](907)
    摘要:
    提出了一种以彩色大面阵CCD探测器作为成像介质的大视场数字航空摄影相机设计技术。采用对称Russar型光学系统,在获得了大视场角的同时最大程度的降低了光学畸变;设计了精确的微位移传动系统移动CCD探测器以补偿前向像移,提高了相机的动态分辨率;设计了一种双叶片的中心式机械快门,获得了宽范围的曝光时间控制,保证了探测器的均匀曝光及合适的图像重叠率。地面及空中成像测试中相机的静态分辨率达到了CCD特征频率的要求,获得了清晰的航拍彩色图像,表明相机的各项技术性能满足要求,该相机技术已应用到国土资源的遥感普查中。
    13  载波调制法提高保偏光纤偏振耦合检测的信噪比
    张红霞,叶雯婷,陈信伟,温国强,贾大功,张以谟
    2012, 42(3):301-305.
    [摘要](452) [HTML](0) [PDF 1.08 M](531)
    摘要:
    保偏光纤偏振耦合系统能有效检测保偏光纤中偏振耦合点的空间位置及耦合强度,因而可被广泛地应用于应力、应变、温度和位置的分布式传感中。由于噪声影响,测试系统中的信噪比和耦合强度检测灵敏度会下降。为了改善系统信噪比,提高保偏光纤中弱耦合点的检测能力,将铌酸锂外调制技术应用于白光干涉保偏光纤耦合测试系统。调制后的信号经光电探测器接收,用数字解调算法进行数据处理。实验结果表明:在电机扫描速度为0.75 mm/s,调制频率为9.1 kHz,采样率为140 kHz时,载波调制时信噪比提高了8 dB,解调耗时仅1.12 s。
    14  FPGA和DSP平台惯性传感器信号小波处理
    褚福刚,蒋行国,章启兵 吴琼雁
    2012, 42(3):306-309.
    [摘要](634) [HTML](0) [PDF 1.31 M](490)
    摘要:
    为了满足光电跟踪系统对激光陀螺信号去噪处理提出的高实时性要求,对小波阈值消噪算法的特点进行分析,提出一种基于FPGA和DSP的硬件平台实现此滤波算法,达到了高实时滤波的要求,且滤波效果明显。实验结果表明,设计的硬件系统对单频率和多频率噪声都具有去噪功能,并将输出延时降低在15 μs以内。
    15  雨滴谱模型对雨衰减计算的适用性分析
    宋博 王红星 刘敏 吴晓军 孙晓明
    2012, 42(3):310-313.
    [摘要](479) [HTML](0) [PDF 878.19 K](815)
    摘要:
    雨滴谱分布模型是影响红外激光在雨中传输性能的一个重要因素。尽管现有的雨滴谱模型很多,但并未形成统一的结论,具体应用中模型的选择没有依据,使得计算中模型的选择具有一定的盲目性。针对此问题,论文从Mie散射理论出发,采用理论分析与仿真分析相结合的方法,讨论了几种雨滴的谱分布特性,比较了几种典型雨滴谱模型下的光传输衰减特性,分析了雨滴尺寸分布在计算大气衰减时的差异。并通过与实测雨衰减数据进行比较,最终得到了L-P模型对大雨条件下的衰减计算较为准确,Joss模型对小雨条件下的衰减计算较为准确的结论。论文的结论对于无线光通信等应用领域中模型的合理选择具有一定的指导意义。
    16  基于背照式CCD的微弱目标成像系统设计
    张鑫,王晓东,曲洪丰,薛盼盼
    2012, 42(3):314-318.
    [摘要](867) [HTML](0) [PDF 1.03 M](1739)
    摘要:
    为了对微弱目标进行探测,提出一种采用背照式CCD47-10为传感器的成像系统设计方案。通过对CCD47-10的工作原理和性能参数进行分析,完成电源模块、驱动模块、信号处理模块、数据传输模块的硬件设计。使用VHDL语言完成FPGA中的逻辑电路设计,使用VC++完成上位机软件设计。最后通过搭建实验系统,在微弱光下对光栅进行成像,并分析图像信噪比。实验结果表明,设计的系统在对微弱目标成像时信噪比为72,能够满足对微弱目标探测的应用要求。
    17  基于分布式光栅传感网络的矿井坍塌监测研究
    张燕君,贾冰冰,黄保凯,苏玉玲
    2012, 42(3):319-323.
    [摘要](488) [HTML](0) [PDF 1.25 M](296)
    摘要:
    针对矿井坍塌事故的发生设计了一种用于对矿井进行监测的分布式光纤光栅传感器。首先利用ANSYS软件对矿井模型进行有限元分析,找出矿井中的不稳定点进行实时监测。将经过特殊设计的光纤光栅位移传感器安装在矿井中的不稳定点处,当矿井中的不稳定点发生异常时就会表现为反射回来的光纤光栅的中心波长发生偏移,根据反射光中心波长的偏移量与矿井不稳定点的位移成明显的线性关系的特点,可以计算出不稳定点的位移值,进而了解矿井的安全状况。实验结果表明光纤光栅传感器的测量精度可达±0.01%。
    18  双Mach-Zehnder光纤干涉仪中的模拟退火偏振控制算法
    张溪默,曾周末,封皓,靳世久,安阳
    2012, 42(3):324-330.
    [摘要](2458) [HTML](0) [PDF 1.47 M](492)
    摘要:
    基于双Mach-Zehnder光纤干涉仪的分布式光纤油气管道安全检测及预警系统运行时,由于光纤等效双折射和输入偏振态扰动的影响,常出现相位偏移而导致用于报警定位的两路检测信号相关性下降而产生定位误差。本文提出基于双臂检测信号相关系数的模拟退火算法对输入偏振态进行实时控制,在系统信号相关性恶化时,通过反馈控制改变输入偏振态以恢复信号的良好相关性。现场实验表明,基于双臂检测信号相关系数的模拟退火偏振控制算法,可快速寻找到偏振态最优点,使检测信号维持良好的相关性;相较采用偏振控制之前,系统的工作稳定性得到了明显提高。
    19  氧化锆单晶光纤制备系统设计与仿真
    赵慧明,赵辉,王高,李仰军
    2012, 42(3):331-334.
    [摘要](436) [HTML](0) [PDF 994.41 K](609)
    摘要:
    单晶光纤是光纤高温传感器的关键器材,在航空航天、电力、铸造等的高温测试领域有着广泛应用。随着温度测试上限要求的不断提高(>2000 ℃),常用的蓝宝石光纤高温传感器已无法满足该需求。本文针对这一现状,提出了一种基于LHPG法制备氧化锆单晶光纤的光学系统,旨在拉制出能测量更高温度的氧化锆单晶光纤,文章分析了该系统的基本结构、特点以及系统中主要参数的选择设置,并通过ZEMAX光学软件进行仿真。结果表明,该系统能够形成高质量的聚焦光斑,且具有对称性好、激光利用率高、能量分布均匀等优点,为成功拉制氧化锆及更高温单晶光纤提供了理论依据。
    20  高阶Bessel-Gauss光束的产生方法
    靳李丽 朱艳英 魏勇,沈军峰 窦红星,李云涛
    2012, 42(3):335-341.
    [摘要](405) [HTML](0) [PDF 1.02 M](3950)
    摘要:
    高阶贝塞尔-高斯(Bessel-Gauss)光束在一定条件下呈现“无衍射”特性,是一种具有广阔应用前景的空心光束。本文首先对高阶Bessel-Gauss光束的产生方法进行了分析和归类,将其产生方式分为主动式和被动式两大类。其次对获得高阶Bessel-Gauss光束的谐振腔法、几何光学法、光学全息法、计算全息法、非线性光学法等实验方法进行了阐述。最后总结了各种方法产生高阶Bessel-Gauss光束的优缺点。
    21  Compton散射对磁化等离子体光子晶体色散特性的影响
    郝晓飞,文桦,郝东山
    2012, 42(3):342-346.
    [摘要](437) [HTML](0) [PDF 1002.28 K](339)
    摘要:
    利用多光子非线性Compton散射模型和有限时域差分法,对Compton散射对磁化等离子体光子晶体色散特性的影响进行了理论分析和数值模拟,提出了将入射光和Compton散射光作为磁化等离子体光子晶体中产生色散的新机制。研究结果表明,与Compton散射前相比,Compton散射使零色散频率和截止频率增大,零色散线相对于平带有一定的偏离,截止频率点色散线位置上升,上、下色散曲线分别呈现更加明显的非线性增加和减小的趋势。背景的相对介电函数增加到一定值时,散射使出现的全方向带隙的归一化频率增大,带隙中心位置下降较快,带隙宽度增加较大,波矢偏离周期平面较明显,本征模的截止频率较大,理论计算和数值模拟吻合得很好。
    22  基于机载IRST稳定平台结构的地面背景抑制算法
    高旭辉 祁蒙
    2012, 42(3):347-351.
    [摘要](431) [HTML](0) [PDF 1.00 M](394)
    摘要:
    在机载IRST对地面目标的搜索跟踪过程中,由于飞机自身的运动,机载IRST获取的红外图像中包含了目标及复杂的地面运动背景。为克服图像序列中地面运动背景对目标跟踪的影响,在图像预处理算法的研究中,通过对机载IRST稳定平台下背景与目标的图像运动特点的分析,提出了一种基于帧间运动估计的背景抑制算法。

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