• 2014年第4期文章目次
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    • >综述与评论
    • 微型焦汤制冷器的研究进展及展望

      2014, 44(4):355-360.

      摘要 (470) HTML (0) PDF 1.40 M (829) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍了典型的微型焦汤制冷器,分别从微型焦汤制冷器的结构、制冷系统及混合工质的运用三个方面概括分析了近年来国内外对于微型焦汤制冷器的研究进展,并在分析有关文献的基础上为进一步的研究做了展望。

    • >激光应用技术
    • 基于偏振折叠的光纤耦合实验研究

      2014, 44(4):361-365.

      摘要 (400) HTML (0) PDF 1.11 M (363) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于二极管激光器mini-bar的光纤耦合方式是一种降低耦合系统成本并提高整体转换效率的方法。提出一种偏振折叠的光束整形方式,并采用一种CW 50 W mini-bar进行了相关耦合系统的设计。针对mini-bar的特殊结构与散热需求,设计了针对mini-bar封装用的特种微通道冷却器,并通过封装实验结果验证设计有效。将10片封装在铜微通道冷却器上的CW 50W mini-bar组装成两列各5 bar的叠阵,实现了两列叠阵的激光束沿快轴方向的空间合成,合成后输出功率439 W,空间耦合效率97%。根据耦合系统的设计进行了400μm芯径、0.22 NA的光纤耦合实验,得到光纤输出端脉冲激光功率186.9 W,整体光光效率为52.2%。

    • 激光大气散射离轴探测建模及仿真

      2014, 44(4):366-369.

      摘要 (364) HTML (0) PDF 960.77 K (475) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于米氏散射理论,建立了波长1.064 μm激光离轴散射探测模型。利用编程语言MATLAB设计了激光离轴散射探测仿真软件,该软件能够仿真计算多种大气传输条件下的散射辐射参量,并绘制相应的曲线。对激光告警散射截获半径评估和制导激光散射光特性进行了仿真计算,结果表明,该模型能够预测不同气象条件下的散射参量,为系统设计者和工程使用方提供了简便、快速的大气散射仿真工具。

    • 基于激光测量的汽车零件间隙面差计算方法

      2014, 44(4):370-373.

      摘要 (335) HTML (0) PDF 1.15 M (675) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了激光测量汽车零件间隙处的数据前处理方法和步骤。根据汽车零件间隙面差的定义,分析其几何结构,提炼了间隙面差计算的数学模型,并通过用基准块和实际工程零件的检测,验证了其计算精度。可为自主研发汽车检具激光检测系统做准备。

    • 超连续谱光源对CMOS图像传感器的干扰实验研究

      2014, 44(4):374-377.

      摘要 (306) HTML (0) PDF 919.25 K (498) 评论 (0) 收藏

      摘要:首先介绍了CMOS图像传感器工作的基本原理。以自研的超连续谱光源为干扰源搭建了实验装置,对CMOS器件在强光下的受干扰现象进行了实验研究。获得了不同功率密度水平下CMOS器件输出的光斑饱和图像。以入射到CMOS器件靶面的功率密度3.14×10-3W/cm2为例,对得到的图像数据进行了分析,得到了干扰效果图和像元灰度表,并对产生的原因作出了分析。

    • >激光器技术
    • 基于偏振测量的VCSEL激光器阈值行为研究

      2014, 44(4):378-381.

      摘要 (342) HTML (0) PDF 900.25 K (441) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计构建了垂直腔面发射激光器偏振测试系统,利用该测试系统研究了激光器不同偏振模式的阈值行为特点。激光器的输出光随着驱动电流的增大将会出现P偏振以及S偏振两种相互正交的偏振分量,并且两者具有不同的工作阈值;进一步依据测得的阈值点将激光器分为三个工作区域,通过对非偏振及偏振测试结果的比较分析得出:垂直腔面发射激光器的非偏振测量中观测到的工作阈值点体现的是P偏振分量的阈值点;激光器S偏振分量的阈值需要通过偏振测量才能明显观测到;P偏振与S偏振分量阈值电流之间的工作区域具有最好的线偏振度。本文的研究为垂直腔面发射激光器的未来研制测试工作和更好应用夯实了基础。

    • >红外技术及应用
    • 基于MIV和BRBP神经网络的电路板红外诊断方法

      2014, 44(4):382-386.

      摘要 (608) HTML (0) PDF 1.20 M (417) 评论 (0) 收藏

      摘要:() ()基金项目:。摘要:针对BP神经网络对于海量数据训练及多维数据训练收敛困难的问题,在使用增加动力项、自适应学习速率等方法的基础上,引入均值影响度算法(MIV)构造了贝叶斯正则化反向传播(BRBP)神经网络,以此提高电子线路板红外故障诊断算法的效率。利用红外测温方式,获取了不同室温及运行状态下电路板中21个元器件温度数据。将此21个参数作为故障诊断模型的初始输入变量,经过MIV算法简约为12个参数输入至BRBP神经网络,进行故障评估和诊断。结果表明:相对于传统的BRBP神经网络,本文设计的基于MIV和BRBP神经网络模型诊断方法极大简化了数据训练的数据量并解决了数据收敛的困难,因此效率更高,用时更省。

    • 红外探测器用蓝宝石滤光片焊接工艺研究

      2014, 44(4):387-390.

      摘要 (326) HTML (0) PDF 823.70 K (657) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对某型号探测器组件上用的Al2O3蓝宝石滤光片与可伐冷头钎焊的成品率低、后期失效问题突出等问题展开研究,找到了影响滤光片焊接成品率的几个关键因素,并针对这些因素提出解决方案,并通过一系列环境试验验证其可靠性,大幅提升了宝石窗口密封焊接工艺成品率。

    • 机翼铝蒙皮积冰及冰厚的近红外多光谱检测

      2014, 44(4):391-394.

      摘要 (350) HTML (0) PDF 1.20 M (579) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种机翼铝蒙皮积冰及冰厚的近红外多光谱检测方法,并根据理论模型进行实验验证。首先,根据冰和水在近红外光谱下的光谱曲线不同,取1.16 μm和1.26 μm两个通道的图像的灰度值,求得对比度C值;然后,通过实验获得C的阈值Cth。C>Cth时,则认为是冰,C

    • 提高波纹管式制冷器稳定性的设计

      2014, 44(4):395-398.

      摘要 (343) HTML (0) PDF 929.84 K (301) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对波纹管式自调节流制冷器普遍存在稳定性差的问题,通过对此类制冷器最核心的部件——波纹管自调机构的受力分析,对制冷器的预留位移量这个核心参数进行优化设计,增强了制冷器的自调能力,从设计上避免制冷器不自调或流量变化现象的发生,改善了长期困扰自调式制冷器的间歇性喷液现象,提高了制冷器的稳定性,并通过实验得到了论证。

    • >光电技术与系统
    • 实时背景噪声补偿的激光雷达能见度仪设计

      2014, 44(4):399-404.

      摘要 (365) HTML (0) PDF 1.05 M (470) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于实时背景噪声补偿的方法,设计了一台激光雷达能见度仪。该系统采用了模块化的设计思想,以嵌入式计算机PCM-3370作为系统的控制和数据处理单元,通过门控电路控制系统各模块的工作时序。针对强背景光照条件下信噪比恶化的实际情况,采用了一种新的实时背景噪声补偿与采用阈值分割的移动平均法相结合的方法处理信号,大幅度地提高了信噪比。最后通过数值仿真和外场对比试验,验证了本设计的准确性和有效性。Abstract:关键词:

    • 喇曼散射的数值仿真及其应用探索

      2014, 44(4):405-409.

      摘要 (332) HTML (0) PDF 4.45 M (190) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究喇曼散射的全过程及其规律,首先,采用数值仿真的方法,基于对喇曼散射耦合微分方程的量纲重新匹配,演示喇曼散射光谱产生及其演化的过程,给出自发喇曼散射向受激喇曼散射过渡的结果。结果表明:阈值的意义突出,阈值前后的喇曼散射光谱截然不同;抽运光强大于阈值以后,喇曼散射光谱呈现出三个典型规律,即抽运光强和散射光强峰值出现的光纤长度呈反向关系;抽运光强越大,散射光强峰值和抽运光强的比值越大;散射光谱在同级内和不同级间都存在能量红移。然后,在已有研究的基础上,总结喇曼散射的各种实际应用,特别是应用于光纤喇曼放大器的研制。对于喇曼散射的理论和应用研究以及相应的实验工作有一定的参考价值。

    • >光学技术
    • Cassegrain光学天线系统的优化设计

      2014, 44(4):410-413.

      摘要 (290) HTML (0) PDF 1.29 M (429) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于空间光通信中采用的激光束的光场分布呈高斯分布,反射镜对光线的遮挡将严重影响天线的传输效率,从而导致通信质量的下降,针对Cassegrain光学天线,对光学天线的系统结构以及次镜遮拦对天线增益的影响进行了分析,并根据高斯光束经过光学系统的变换与传输特性,分析了采用Cassegrain天线时,遮拦比以及入射光束束腰对光束透过率的影响,提出了一种提高光学天线传输效率的新方案,改进后的天线系统,使得传输效率有了显著提高。

    • >光电对抗
    • 高重频激光对不同编码体制的干扰效果研究

      2014, 44(4):414-418.

      摘要 (372) HTML (0) PDF 1000.84 K (509) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对高重频激光干扰与不同激光编码之间关系的研究不够深入这一问题,采用归一化互相关函数法,量化分析了高重频激光干扰在搜索识别阶段对不同编码体制的干扰效果。仿真结果表明,高重频激光对不同编码体制的干扰效果存在差异;重复频率高于120kHz时,对所有编码体制的干扰概率几乎均为100%,各编码体制间无明显差别。

    • 激光告警装置的布设及其评价方法研究

      2014, 44(4):419-423.

      摘要 (309) HTML (0) PDF 862.09 K (308) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高激光告警装置在激光对抗中的作战效能,研究了激光告警装置的布设及布设效能的评价方法。首先根据激光告警装置的工作原理、设备性能和战术使用原则,将激光告警装置的布设要素分解为警戒区域、警戒空间、基准方位、布设数量和水平状态等5个子项,分析每一子项的布设要求,建立对应的布设效果评分模型;然后采用层次分析法确定各要素的权重,进而得到告警装置布设效果的总体评价模型;最后给出了布设及布设效能评价方法的应用实例。提出的布设效能评价方法能够用于激光告警装置防护效能的自动评估,已应用于激光对抗系统的虚拟训练系统中。

    • >光纤及光通讯技术
    • 用于空分复用的模式复用技术研究

      2014, 44(4):424-428.

      摘要 (333) HTML (0) PDF 1.28 M (858) 评论 (0) 收藏

      摘要:空分复用技术作为克服单模光纤通信系统容量局限的一种可能解决方案近年来受到日益广泛的重视,具有多种实现方案,例如采用多芯光纤、MIMO技术(Multiple-Input Multiple-Output)、基于多模光纤、空间光学元件的模式复用等。针对空分复用技术,分析了几种模式复用解决方案,阐述原理的同时,介绍了各方案的最新实验结果,最后对各种方案的特点进行了评述。

    • 干涉式光纤陀螺中Shupe效应与Sagnac效应的分离

      2014, 44(4):429-432.

      摘要 (336) HTML (0) PDF 1011.19 K (718) 评论 (0) 收藏

      摘要:热引入的零偏漂移即Shupe效应是提高光纤陀螺精度面临的最大难题。基于Shupe效应与光纤陀螺的Sagnac效应具有本质的不同特性,即Sagnac效应引起的相移只与几何尺寸有关,而与光传播的介质特性无关,提出了一种新型的不受温度梯度影响的光纤陀螺。利用两个偏振模式在光纤陀螺环中交替或同时传播可以将Sagnac相移与Shupe误差相移分离开来,基于两种偏振模式分时传播实验,初步验证了该理论的可行性。并且提出了一种新型的偏振交替干涉式光纤陀螺模型以改进其性能。

    • >太赫兹技术
    • 太赫兹量子阱探测器的暗电流抑制电路研究

      2014, 44(4):433-437.

      摘要 (316) HTML (0) PDF 1.01 M (429) 评论 (0) 收藏

      摘要:主要研究了太赫兹量子阱探测器读出电路中的暗电流抑制模块。首先从理论上分析了太赫兹量子阱探测器产生暗电流和光电流的原理。由于太赫兹量子阱探测器中电子输运行为非常复杂,难以通过理论推导建立精确等效电路模型的解析表达式。通过对太赫兹量子阱探测器的电流电压实验数据进行拟合,提出压控电流源等效电路模型。利用此模型设计读出电路信号源及暗电流抑制模块,结合读出电路进行仿真验证电路模型的准确性。发现与传统暗电流抑制电路相比,压控电流源电路模型能够在器件工作偏压变化时对其暗电流进行精确抑制,提高读出电路性能,因此更适合作为太赫兹量子阱探测器读出电路的暗电流抑制模块。

    • 基于Tracepro的太赫兹探测阵列光学镜头设计

      2014, 44(4):438-442.

      摘要 (410) HTML (0) PDF 1.16 M (1152) 评论 (0) 收藏

      摘要:太赫兹探测成像技术是一种新兴的、极具发展前景的探测技术。为了满足太赫兹探测阵列的成像要求,设计了一种结构紧凑的折射型光学镜头,并采用Tracepro软件对该光学镜头轴上及离轴无穷远点在焦平面的成像情况进行了模拟仿真,优化了光学镜头结构参数。设计的光学镜头采用HRFZ-Si作透镜材料,并在透镜表面涂覆parylene抗反薄膜,其焦距为26.2 mm,视场角为16.3°,相对孔径为1.9∶1,分辨率为20 lp/mm。

    • >图像与信号处理
    • 一种基于运动估计的视频降噪算法

      2014, 44(4):443-446.

      摘要 (352) HTML (0) PDF 919.70 K (981) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了有效地去除视频序列中的噪声,提高视频图像质量,提出了一种基于运动估计的视频降噪算法。该算法在由视频序列中的当前帧和前后多帧图像构建的图像层中,通过运动估计技术,沿着物体的运动轨迹进行时域帧间滤波。实验结果显示,本文提出的算法充分利用了视频序列的时域信息,可以有效去除视频序列中的噪声,同时可以很好地保持视频图像的细节。

    • 图像拼接技术在双摄像机监控中的应用

      2014, 44(4):447-451.

      摘要 (279) HTML (0) PDF 998.40 K (773) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对单摄像机监控范围的局限性,给出一种双摄像机图像拼接方法。首先检测出视频序列图像的兴趣点,并引入改进的尺度不变特征变换算法构建64维匹配描述子;在匹配过程,采用BBF算法进行匹配,提高搜索效率;匹配完成后,采用随机抽样一致性消除误匹配;最后采用加权平均法进行视频序列图像融合,实现序列图像的无缝拼接。实验结果表明,本文方法有较高的匹配效率和匹配准确率,可以明显扩大视频监控的范围,其在视频监控、信息收集及司法取证等方面有一定的实际应用价值。

    • 基于多聚类中心和PCNN的医学图像融合算法

      2014, 44(4):452-456.

      摘要 (802) HTML (0) PDF 1.41 M (336) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种基于K-means Clustering和脉冲耦合神经网络(PCNN)的图像融合的方法,首先,以多特征信息为聚类方式利用K-means Clustering分割提取源图像的对应特征点,通过归类合并建立多模医学图像的特征点集合,根据特征点分布将图像划分为纹理区域和非纹理区域,纹理区域对应系数输入PCNN得到点火映射图,根据点火次数选择融合系数,非纹理区域的系数通过双通道PCNN进行融合。实验结果表明,该算法能够精确划分图像纹理区域,进而利用PCNN和双通道PCNN在图像不同区域系数选择各自的优势,融合图像纹理清晰,质量改善。

    • 医学图像增强系统设计

      2014, 44(4):457-462.

      摘要 (307) HTML (0) PDF 1.42 M (495) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了改善医学图像的视觉效果,提高图像的清晰度,使之更适合于机器的分析处理以及人的视觉特性,并突出病灶点,为病理学诊断和临床诊断提供可靠依据。设计了一个对医学图像十分具有针对性的图像增强系统。针对CT图像的电子噪声提出了基于修正维纳滤波的小波包去噪算法;针对B型超声图像的散斑噪声提出了基于脉冲耦合神经网络(PCNN)模型的小波自适应斑点噪声滤除算法;针对医学图像对比度低,边缘信息模糊等特点,提出了基于小波变换的医学图像增强算法。当噪声方差为0.01时,基于脉冲耦合神经网络(PCNN)模型的小波自适应斑点噪声滤除算法获得的PSNR比经Wiener滤波方法获得的PSNR高出9 dB。系统能快速找到噪声点进行定点去噪,能有效提高医学图像的对比度,增强边缘细节信息,突出病灶点的位置,从而达到较好的处理效果,为医疗工作者观察病症提供更加清晰准确的依据。

    • 二维直方图斜分最大散度差阈值分割算法

      2014, 44(4):463-468.

      摘要 (364) HTML (0) PDF 1.32 M (326) 评论 (0) 收藏

      摘要:最大散度差法是经典的Otsu法一种很好改进算法,为了提高它在图像受到噪声干扰或光照不均匀时的分割准确性,现提出一种基于二维直方图斜分的最大散度差法,该算法不仅综合考虑了类间散度及类内散度对图像信息分类的作用,同时还利用图像空间区域信息以提高抗噪声能力,为减少计算量、提高分割速度,文中给出了快速递推算法,实验结果表明该算法比二维斜分Otsu法、二维斜分最大熵法等算法具有更准确的分割效果、更强的抗噪声能力,同时运行时间更少。

    • 快速高效去除图像椒盐噪声的均值滤波算法

      2014, 44(4):469-472.

      摘要 (284) HTML (0) PDF 1.20 M (664) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对常见滤除椒盐噪声算法需要使用阈值、运算时间长、去除噪声效果不理想等缺陷,提出了一种快速高效去除图像椒盐噪声的均值滤波算法。新算法对滤波窗口下的疑似噪声像素,有针对性地选择少数信号像素构成信号像素集合,取集合中的元素均值对疑似噪声像素进行滤波。实验结果表明,对于噪声密度为1%到99%的图像,新算法均具有良好的去除噪声能力和保持细节能力,而且整个算法耗费时间很少,因而具有较大的实用性。

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