2013年第9期文章目次

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  • 1  光子晶体红外隐身材料研究进展
    张塬昆,于名讯,潘士兵,黄成亮,刘忠刚
    2013, 43(9):967-971.
    [摘要](1490) [HTML](0) [PDF 1.16 M](1390)
    摘要:
    红外探测在军事中已广泛应用。如何降低军事目标被红外探测和发现的几率已成为一个亟待解决的问题。光子晶体作为一种新型的人工结构材料,因其具有光子禁带的高反射、低辐射特性,在红外隐身领域具有广阔的应用前景。简述了光子晶体的基本概念和主要特性,重点介绍了国内外可用于红外隐身领域的光子晶体的研究状况。
    2  量子级联激光器的原理及研究进展
    宋淑芳,邢伟荣,刘铭
    2013, 43(9):972-976.
    [摘要](1245) [HTML](0) [PDF 926.24 K](3602)
    摘要:
    量子级联激光器的发明是半导体激光器领域里程碑的发展,开创了中远红外半导体激光的新领域,在红外对抗、毒品和爆炸物检测、环境污染监测、太赫兹成像等方向有广泛的应用前景。本文阐述了量子级联激光器的基本原理、以及材料和器件的研究,结合应用方向对其研究进展进行了综述性介绍。
    3  轰炸光电瞄准系统现状与发展
    王大鹏,范惠林,侯满义,陈丹强,刘成亮
    2013, 43(9):977-981.
    [摘要](662) [HTML](0) [PDF 887.77 K](636)
    摘要:
    光电瞄准系统正在取代传统型纯光学瞄准系统,成为满足全天候快速精确轰炸要求的新一代轰炸瞄准设备。主要从系统组成、系统模型及实现途径三方面给出了轰炸光电瞄准系统的应用现状,分析了轰炸光电瞄准系统的发展趋势(外形与载机共形、合并至分布式综合光电系统),从而为发展新型轰炸光电瞄准系统、提高信息化战争背景下轰炸作战能力提供了一定的理论依据。
    4  盖革模式APD阵列在激光雷达技术中应用
    韩小纯,王元庆
    2013, 43(9):982-985.
    [摘要](960) [HTML](0) [PDF 1010.14 K](944)
    摘要:
    激光雷达技术是成像前沿技术之一,基于盖革模式APD焦平面阵列的三维成像激光雷达以其高灵敏度、高距离分辨率、高成像效率而成为国内外研究热点。本文介绍了美国麻省理工学院林肯实验室研发的盖革模式APD阵列的结构和性能。该APD阵列具有单光子探测能力,采用桥接集成技术增加了APD阵列的集成度,每个像素都有独立的计时电路距离信息直接读出。同时文中还给出了APD阵列激光雷达在伪装目标识别、广域地形三维成像方面的最新研究成果。旨在为我国激光雷达技术研究与传感器选择方面提供参考。
    5  激光3D成像系统主被动探测技术的研究进展
    唐晓燕,高昆,倪国强
    2013, 43(9):986-989.
    [摘要](821) [HTML](0) [PDF 1.07 M](1454)
    摘要:
    随着探测器件技术的进步,新概念的主/被动3D成像技术将主被动探测技术优势有机结合起来,能同时获得目标更加丰富的图像信息(如距离像、强度像、距离-角度像等),从而为正确识别和跟踪目标提供更多的决策信息,大大提高了目标识别概率和可靠性。本文首先介绍了激光3D成像系统的发展现状,重点介绍了林肯实验室研制的Gen-III系统和美国航空航天局的自主精确着陆和危险的检测避免技术项目的3D闪光激光雷达系统,接着结合HgCdTe 雪崩光电二极管(APD)器件的特点介绍了下一代激光3D成像系统主被动探测技术的发展。最后对激光3D成像系统主被动探测技术的未来应用前景进行了展望。
    6  高光谱图像技术在水果无损检测中的研究进展
    吴龙国,何建国,贺晓光,刘贵珊,王伟,王松磊,苏伟东,罗阳,思振华
    2013, 43(9):990-996.
    [摘要](682) [HTML](0) [PDF 1.06 M](1436)
    摘要:
    为保证水果质量,满足企业与消费者的需求,势必要对水果进行品质检测和分级处理。高光谱图像作为一种新型的无损检测技术,融合了图像学和光谱学的优点,可以快速、无损地获取水果的空间和光谱图像信息,从而全方位的反映水果内外部的品质信息。因此,该技术在水果品质无损检测领域具有巨大的发展前景。该文主要介绍了高光谱图像系统的基本原理、图像的采集和分析方法、国内外水果无损检测的应用以及未来的发展前景。
    7  不同冲击次数下激光冲击对TC11钛合金的影响研究
    王学德 聂祥樊 罗思海 李启鹏 徐大力
    2013, 43(9):997-1001.
    [摘要](620) [HTML](0) [PDF 1.03 M](377)
    摘要:
    利用激光冲击强化技术对TC11钛合金进行处理,通过电子透射显微镜、残余应力测试仪和显微硬度计分别分析了TC11钛合金激光冲击前后微观组织、残余应力和显微硬度的影响。实验结果表明:表面微观组织在不同冲击次数下呈现出位错密度-位错胞-纳米晶的细化过程,且纳米晶随着冲击次数增加而变得更加细小、均匀;材料表面产生了-540 MPa以上的残余压应力,且显微硬度也得到显著提高,幅度达到20%左右,不同次数下硬度影响深度由600 μm增至1200 μm。
    8  利用单片非球面透镜实现激光束整形
    李明伟,于晓晨,潘毅思,胡家升
    2013, 43(9):1002-1006.
    [摘要](588) [HTML](0) [PDF 1.03 M](576)
    摘要:
    在非球面透镜组进行激光束整形的技术基础上,设计了应用于TEA CO2激光光束整形的单片非球面镜光束整形系统。基于几何光学原理,利用能量守恒定律和等光程条件进行系统理论模型求解。通过使用龙贝格数值积分和非线性最小二乘法,获得非球面透镜前后两面的矢高。最后,通过光学设计软件ZEMAX进行系统性能优化,并对其可加工性进行了分析。实验结果表明,出射光束的光程差(OPD)为±0.01 λ,峰谷值误差为0.0002 λ,输出基本为平行光。该方法能有效避免双分离透镜结构系统的筒长过长、不易调节的弊端,使器件结构变得简单,便于加工装调。
    9  激光参数对激光激发超声信号的影响分析
    宋燕星,冯其波,王晶,陈士谦
    2013, 43(9):1007-1010.
    [摘要](626) [HTML](0) [PDF 932.99 K](552)
    摘要:
    研究了激光参数对激光激发超声信号的影响。研究中首先理论分析激光激发超声过程中,激光参数对激发超声信号的影响。同时,设计并搭建一种激光激发超声的实验装置,实验验证理论分析结果。该实验装置应用脉冲激光配合光衰减结构对被测目标激发产生超声波,通过超声探头实现激光超声信号的探测。实验中以铝板为检测对象,对激光脉冲能量和照射光斑大小对激发超声信号的影响进行实验分析。通过理论分析及实验验证,可得出照射光斑直径与激光能量会直接影响入射激光功率密度,从而影响激发超声的幅度。
    10  用于激光祛斑的畸变镜头
    常山,吕岿,吴波,陈冠华
    2013, 43(9):1011-1013.
    [摘要](663) [HTML](0) [PDF 970.21 K](393)
    摘要:
    平顶化激光束可以提高激光祛斑的功效,为此提出基于畸变镜头对高斯光束离焦下平顶化的激光祛斑技术方案,给出了其光学系统和技术要点及其畸变镜头的设计要求,参考相关文献经过合理推理给出了已扩束准直的高斯光束通过畸变镜头衍射变换得到的平顶化激光束,并进行了计算机模拟实验,表明这一激光祛斑的原理及其技术方法是可行的,对改善激光祛斑效果能够发挥重要作用。
    11  LD侧泵Nd∶YAP连续红外激光器
    钱金宁,刘涛,孙桂侠,李嘉强,张晓卫,张志忠
    2013, 43(9):1014-1016.
    [摘要](463) [HTML](0) [PDF 1018.08 K](495)
    摘要:
    报道了激光二极管(LD) 五阵列侧面泵浦Nd∶YAP平平腔结构的 1342 nm波长固体激光器实验研究。在LD泵浦功率为700 W时,获得了132.2W的平行于晶体c轴线偏振的连续1342 nm输出光,光光转换效率为19%,斜效率为29%,1 h功率抖动优于0.73%。测量了输出激光的峰值波长和线宽,输出激光线宽半高宽为10 GHz。
    12  热成像设备测试方法的实验及分析
    雷萍,吴文华,朱祺
    2013, 43(9):1017-1020.
    [摘要](560) [HTML](0) [PDF 1.12 M](843)
    摘要:
    设计了一种以信号标准化、温度控制精确化、结构微型化为要求的热成像设备关键指标测试方法。在实验室对噪声等效温差、最小可分辨温差、调制传递函数、信号传递函数等指标进行测试,对测试中的问题进行了分析,提出了在多种温度不同增益下测试噪声等效温差、利用神经网络算法在内多种算法提高分辨图像能力的方法,实验结果表明,方法有效可行,提高了对热成像设备检测的能力。
    13  污染气团扫描式FTIR被动遥测系统
    焦洋,徐亮,高闽光,金岭,童晶晶,李胜,魏秀丽
    2013, 43(9):1021-1024.
    [摘要](536) [HTML](0) [PDF 1.16 M](548)
    摘要:
    大气中某点的污染气体可利用FTIR技术实现远程被动遥测,而对于突发性污染气体泄露事故的检测和预警,污染气团的浓度分布是重要参数。根据以上需求设计了扫描式FTIR被动遥测系统,系统由FTIR光谱仪、可见光系统、扫描系统及计算机构成,系统控制软件使用LabVIEW编写。应用FTIR被动遥测模型反演算法获取污染气体浓度,并结合扫描位置参数获取污染气团分布信息,以伪彩色浓度分布图叠加可见光图像的形式显示结果。验证实验表明,系统运行稳定,可有效探测目标区域污染气团浓度分布,具有良好的应用前景。
    14  128×128元锑化铟红外焦平面探测器热-应力耦合分析
    李鹏飞,张立文,孟庆端,余倩
    2013, 43(9):1025-1029.
    [摘要](567) [HTML](0) [PDF 933.83 K](679)
    摘要:
    考虑探测器在热冲击过程中由于传导降温非均匀引起的温度梯度分布,借助ANSYS软件对温度梯度影响下的锑化铟探测器进行热-应力耦合分析。依据热分析结果得到了热冲击下探测器的降温时间曲线,以此为基础进行热-应力耦合分析得到了探测器的应力分布,并以温度、时间为参考量将热冲击过程中InSb芯片上应力最大值变化与传统均匀降温方式下的应力最大值变化进行对比,结果表明器件内部存在温度梯度时,InSb芯片上的应力增加呈现出先快后慢现象,明显不同于均匀降温的线性增加;且应力增加主要集中在热冲击初始0~0.5 s时间段,如此短时间段内应力的急剧增加将严重影响探测器的可靠性。最后对传导降温方式下应力变化可能引起InSb芯片失效的原因进行了初步探讨,这对预测裂纹的发生提供了一定的帮助。
    15  机载稳瞄系统稳定精度与视距关系的研究
    王晶 纪明 张冲 姜世洲 鲁华 田力
    2013, 43(9):1030-1035.
    [摘要](512) [HTML](0) [PDF 1.53 M](380)
    摘要:
    直升机在飞行过程中由于发动机和旋翼的强烈振动给机载稳瞄系统带来强烈扰动,严重影响光电系统的作用距离。在稳瞄系统伺服控制的补偿下,残余的扰动量可以用稳定精度来表示,稳定精度所表示的残余扰动量对视距的影响仍然不可忽视。稳定精度和作用距离是机载稳瞄系统的关键技术指标,找到稳定精度与作用距离之间的关系是机载稳瞄系统设计的关键。本文基于红外系统作用距离计算的原理,建立红外成像系统动态调制传递函数和动态最小可分辨温差的数学模型,并设计一套实验装置和实验方法,通过实验模拟直升机载稳瞄系统的扰动状态,测试红外成像系统的动态最小可分辨温差,根据最小可分辨温差曲线计算不同扰动量下红外成像系统的作用距离,最后分析出机载稳瞄系统稳定精度与作用距离之间的关系,为机载稳瞄系统稳定精度的设计奠定了坚实的理论基础。
    16  空空导弹双色红外成像制导关键技术分析
    李丽娟,白晓东,刘珂
    2013, 43(9):1036-1039.
    [摘要](550) [HTML](0) [PDF 788.67 K](910)
    摘要:
    新型干扰技术的发展使单波段红外成像武器系统面临巨大的挑战,双色红外成像制导技术可增强导弹的抗干扰能力,是红外导弹发展的方向之一。首先分析了国外空空导弹双色红外成像制导技术发展的现状,之后对空空导弹双色红外成像导引头的关键技术进行了分析,针对实现双色成像的方式和双色信息利用等问题,着重分析了双色波段选择、双色探测器和成像预处理、双色共口径光学系统及双色图像抗干扰等技术的实现途径,最后提出了深化研究的措施和建议。
    17  红外测径仪YPIR-QT的应用及改进
    张红勇 方军
    2013, 43(9):1040-1043.
    [摘要](552) [HTML](0) [PDF 958.03 K](399)
    摘要:
    高质量锗单晶材料在信息产业、航空航天和国防军工等高新技术领域应用广泛。直拉法为锗单晶生长的主要方法,单晶直径检测是直拉法的重要环节。本文介绍锗单晶直拉法生长过程中,红外测径仪YPIR-QT的应用情况,对单晶直径进行测量,其输出信号作为单晶直径控制系统的反馈信号;同时,对红外测径仪YPIR-QT的智能化改进提出简要阐述。
    18  光孤子传输特性研究综述
    蔡托,桑田,潘晓慧,罗元辉
    2013, 43(9):1044-1047.
    [摘要](541) [HTML](0) [PDF 1.48 M](420)
    摘要:
    在分别研究了高阶色散、五阶非线性、孤子振幅、孤子相位及孤子间隔对其传输特性的影响之后,对诸多因素的综合影响及其在某种程度上的相互制约关系进行了综述,给出了孤子保形传输的数值计算结果。
    19  超大规模红外器件混成互连的新设备与新方法
    谢珩,张毓捷,王宪谋
    2013, 43(9):1048-1050.
    [摘要](620) [HTML](0) [PDF 967.86 K](574)
    摘要:
    介绍了红外探测器与读出电路倒装互连工艺过程,详细对比倒装焊接机FC150和FC300的主要技术参数和功能,着重讨论了FC300新增加的自适应调平系统和干涉仪系统。回顾了法国LETI实验室应用自适应调平系统进行的2K×2K超大规模红外器件混成实验和干涉仪系统在超大规模红外器件倒装互连方面的应用。
    20  基于BSIM3的低温MOSFET模型及参数提取
    邓旭光
    2013, 43(9):1051-1054.
    [摘要](474) [HTML](0) [PDF 1.31 M](939)
    摘要:
    器件模型作为工艺与设计之间的接口,对保证集成电路设计成功具有决定意义。本文介绍了BSIM3模型的原理,并完成了低温下(77K)BSIM3模型的参数提取。同时探讨了使用参数提取软件的具体工作步骤。
    21  基于PPMgLN的中红外光学参量振荡器研究
    柴燕
    2013, 43(9):1055-1058.
    [摘要](192) [HTML](0) [PDF 965.01 K](176)
    摘要:
    对一种基于被动调Q周期极化MgO∶LiNbO3(PPMgLN)中红外光学参量振荡器(OPO)的进行了研究。利用Nd∶YVO4/Cr4+∶YAG被动调Q激光器作为泵浦源,输出得到了1.78 W波长为1064 nm的泵浦光,其脉冲宽度和重复频率分别为10 ns和50 kHz, 在倍频晶体PPMgLN作用下,输出得到了波长为3.2 μm功率为360 mW闲频光,光光转换效率达到了20%。周期极化MgO∶LiNbO3(PPMgLN)晶体的极化周期范围为29 μm到31.5 μm。通过周期调谐和温度调谐的联合作用,光学参量振荡器(OPO)能够在波长范围3.0~4.0 μm内进行调谐。
    22  AlGaN紫外探测器读出电路研究
    吉晶晶 刘万金 胡小燕
    2013, 43(9):1059-1063.
    [摘要](168) [HTML](0) [PDF 1.11 M](237)
    摘要:
    设计了一款AlGaN 320×256规模紫外探测器专用读出电路。该款读出电路属于数模混合电路,其中模拟信号处理电路包含积分放大电路、采样保持电路、缓冲器及输出驱动电路,数字逻辑控制电路实现了多种用户可配置的功能。给出了理论分析和电路模拟仿真的结果数据及波形。采用标准0.35μm 2P3M CMOS工艺设计了电路版图,最终版图面积为11.8mm×11.1mm,并对流片后的读出电路进行了主要参数的测试和数据分析,验证了该读出电路的功能。
    23  多特征融合的行人检测算法
    康长青
    2013, 43(9):1064-1067.
    [摘要](248) [HTML](0) [PDF 957.38 K](854)
    摘要:
    针对站立行人的外观特性,提出多特征优选的行人检测算法。首先在特征提取阶段,分别利用梯度直方图,灰度共生矩阵、HSV颜色来提取行人的边缘,纹理和颜色频率特征,构成丰富的特征集。接着在分类器创建阶段,使用偏最小二乘法降维算法,优选出权重较大的特征,形成二次判别分类器。最后利用训练好的分类器,对行人进行监测。实验结果表明,本算法在FPPW=0.0001时漏检率为3%左右,检测精度高于HOG和PID算法。
    24  结合递归Cycle Spinning的小波-Contourlet变换红外图像增强算法
    邓超,侯满义,刘泽乾,王靖华
    2013, 43(9):1068-1071.
    [摘要](158) [HTML](0) [PDF 1.03 M](232)
    摘要:
    针对Contourlet变换缺乏平移不变性的缺陷,提出了一种基于小波-Contourlet变换的红外图像增强算法,并与递归Cycle Spinning相结合,消除小波-Contourlet变换的失真现象。实验结果表明:与单独使用小波变换和单独使用Contourlet变换相比,本文方法去噪效果更明显,能够获得更高的PSNR值,使图像视觉效果得到改善。
    25  一种新的基于图像增强的融合算法
    张雷,李婧,李根全,杨兴强,仲志国,王肖霞
    2013, 43(9):1072-1075.
    [摘要](190) [HTML](0) [PDF 1.08 M](213)
    摘要:
    针对一般融合算法在图像预处理上存在的不足,将图像融合引入图像预处理中,使待融合图像不仅得到增强,且不损失其他信息,为下一步图像融合奠定良好的基础,在此基础上对图像进行融合,其标准差、平均梯度、熵等图像评价指标都优于直接对图像进行融合,达到预期效果。
    26  双密度双树小波变换的闪电信号去噪研究
    火元莲,张广庶,吕世华,王彦辉,李亚珺
    2013, 43(9):1076-1079.
    [摘要](169) [HTML](0) [PDF 1.13 M](68)
    摘要:
    为了克服噪声对闪电信号数据处理的影响,提出了一种基于双密度双树小波变换的闪电信号去噪方法。采用该方法分别对标准闪电波和实测的闪电信号进行了去噪研究,实验结果表明双密度双树小波变换能够有效滤除闪电信号中的噪声,效果优于传统的小波阈值法,而且比硬件去噪更加经济、方便和实用,值得进一步的推广和应用。

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