2014年第9期文章目次

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  • 1  光电设备激光防护技术研究进展
    张玉发 孙晓泉
    2014, 44(9):957-965.
    [摘要](442) [HTML](0) [PDF 2.11 M](496)
    摘要:
    为削弱激光对光电设备的损伤,提高复杂战场环境下光电系统的生存能力,光电设备需要采取必要的防护措施。总结了目前基于线性、非线性和相变的激光防护技术和材料,包括薄膜结构、光子晶体结构、聚合物结构、微镜结构等,分别说明了各种结构的防护机制、性能参数、适应性等指标以及未来的研究方向,最后指出激光防护技术的发展趋势。
    2  光电系统图像质量评价方法综述
    矫英祺 任国全 李冬伟
    2014, 44(9):966-971.
    [摘要](430) [HTML](0) [PDF 745.44 K](607)
    摘要:
    针对图像质量评价方法对于评估光电系统成像性能的重要性,本文结合国内外研究成果,综合论述了图像质量的主观评价法和客观评价法。重点对常用的一些图像质量客观评价方法进行了分析和论述,最后探讨了光电系统图像质量评价方法的发展趋势。
    3  海气信道下激光致声下行水声通信系统探讨
    黄灵鹭 何宁 冯太琴 何志毅
    2014, 44(9):972-976.
    [摘要](347) [HTML](0) [PDF 1.36 M](380)
    摘要:
    构建1.064 μm脉冲激光致声水声通信系统,依据激光致声机理,研究激光脉冲能量与声能量关系,分析水下致声信号特征和传输特性,针对水下噪声信号与致声信号的频谱特性,采用滤波方法从频域进行了有效分离。通过理论分析和实验验证,结果表明声波转换能量与激光脉冲能量成正比,选择不同的光学结构可获得不同的致声能量,采用基频可调的ASK编码方式可实现数字信息的有效传送,为海洋通信提供新的技术途径。
    4  方差分析在激光点光源质量评价中的应用
    安其昌 张景旭 杨飞 郭鹏
    2014, 44(9):977-981.
    [摘要](466) [HTML](0) [PDF 802.92 K](295)
    摘要:
    为了更好地评价激光点光源的发光质量,本文引入方差分析来研究激光点光源的系统误差以及随机误差。首先,本文从理论上推导了理想激光点光源的统计学模型,分析了理想点光源的基本统计学性质;之后,将方差分析引入了点光源质量评价之中,提出了一种检验激光点光源发光均匀性的检测方法并利用本文所提出的方法,对于某激光点光源的发光质量进行评价,得出了在0.99的置信概率下,其系统误差分布均匀的结论,验证了本文理论的正确性以及方法的可行性。最后以三十米望远镜为背景考虑了本文方法在下一代大口径光电系统误差分析中的应用。本文的工作对于点光源的发光质量评价有着一定指导意义;同时,对于光电系统的误差分析也有很好的帮助作用。
    5  弱光信号周期误差对取样累积的影响分析
    胡伟 李宏斌 豆贤安 孙晓泉
    2014, 44(9):982-986.
    [摘要](449) [HTML](0) [PDF 1004.69 K](345)
    摘要:
    在无同步信号参考的情况下,分析了弱光信号接收周期与发射周期存在误差时采用取样累积对信号检测输出信噪比的影响,通过计算发现随着累积次数的增加,输出信号的信噪比先增大然后减小,信号再次被噪声所淹没。针对以上问题,通过脉间累积与脉内累积的复合累积方法以及改变输出信噪比的计算方法,纠正了由于周期误差存在对取样累积的影响,利用实验数据计算表明,该方法使得输出信噪比与累积次数近似地呈线性增大关系。
    6  HF酸处理对石英玻璃355 nm激光损伤影响研究
    迟海军,高勋,赵东峰,林景全
    2014, 44(9):987-990.
    [摘要](467) [HTML](0) [PDF 1.14 M](413)
    摘要:
    利用HF酸处理提高石英玻璃355nm激光诱导损伤阈值,通过优化HF溶液浓度以及石英玻璃表面的酸处理时间,石英玻璃的透过率和损伤阈值均有所提高,均随HF酸浓度以及酸处理时间的增加呈现先增加后下降变化。实验结果表明质量分数10%的HF浓度刻蚀60 min 后石英玻璃的激光损伤阈值为15.17 J/cm2,相比酸处理前提高了167.5%。对比分析了相同激光能量密度作用下有无HF酸处理石英玻璃表面损伤面积变化,最后给出了HF酸处理提高石英玻璃的激光诱导损伤阈值机制。
    7  中红外磷锗锌光参量振荡器实验研究
    何利杰 侯天禹 魏磊 韩隆 王克强
    2014, 44(9):991-993.
    [摘要](441) [HTML](0) [PDF 818.56 K](486)
    摘要:
    采用110 W光纤耦合输出二极管激光器泵浦Tm∶YAP晶体,测量了晶体热焦距与吸收泵浦功率的关系,依此设计了基波谐振腔,得到最高32 W的2 μm基波输出。计算了2 μm激光泵浦Ⅰ类相位匹配ZGP-OPO的相位匹配曲线,得到中波输出时的相位匹配角。用脉冲基波泵浦ZGP-OPO,最高输出10.5 W中波激光。测量了中波激光的光谱和光束质量,波长峰值分别是3.45 μm和4.8 μm,光束质量因子M2=4.6。
    8  大能量多波段皮秒激光技术研究
    姜志兴 毛小洁 庞庆生 邹跃 秘国江 姜东升
    2014, 44(9):994-997.
    [摘要](533) [HTML](0) [PDF 952.74 K](373)
    摘要:
    针对大能量多波段皮秒激光器的技术要求,提出了采用新型无独立单选模块再生放大技术,研究和分析了高功率密度下大能量激光放大系统的抗激光损伤技术、高效倍频、和频及四倍频技术。在重复频率10 Hz时,实现1064 μnm输出单脉冲能量239.8 mJ,放大倍数达到108倍,峰值功率密度为40 GW/cm2以上。
    9  500 mJ输出人眼安全环形腔KTP-OPO激光器
    穆宇 包照日格图
    2014, 44(9):998-999.
    [摘要](461) [HTML](0) [PDF 776.89 K](523)
    摘要:
    采用重复频率30 Hz、输出能量1.2 J的单模Nd∶YAG激光器来泵浦非临界相位匹配的单共振环形腔KTP-OPO,实现了输出能量500 mJ、转换效率53%的人眼安全激光。可应用于激光测距、目标指示等应用领域。
    10  Fe2+∶ZnSe激光晶体光学吸收及激光输出性能
    夏士兴 张月娟 李兴旺 王永国 莫小刚 申英杰 姚宝权
    2014, 44(9):1000-1002.
    [摘要](553) [HTML](0) [PDF 869.69 K](465)
    摘要:
    采用热扩散掺杂技术制备了Fe2+∶ZnSe晶体,测试晶体样品中铁离子浓度达1.27×1018 cm-3。分析了Fe2+∶ZnSe晶体光谱的光学吸收特性,在室温条件下,采用2.90 μm激光器泵浦Fe2+∶ZnSe晶体,获得了中心波长4.45 μm,平均功率67 mW的中红外激光输出。
    11  红外焦平面探测器快速启动影响因素分析
    刘泽巍 张钢 赵建忠
    2014, 44(9):1003-1006.
    [摘要](390) [HTML](0) [PDF 983.72 K](415)
    摘要:
    采用红外焦平面探测器制导的近程导弹武器系统对响应时间有严格要求。本文从红外焦平面探测器的启动过程分析入手,对影响探测器启动时间的要素进行了分析。给定应用的情况下,合理的冷屏设计和快速制冷是解决红外探测器快速启动的关键。
    12  分子束外延InSb薄膜缺陷分析
    周朋 刘铭 邢伟荣 尚林涛 巩锋
    2014, 44(9):1007-1010.
    [摘要](450) [HTML](0) [PDF 1.15 M](547)
    摘要:
    实现高温工作已经成为了第三代红外探测器的重要发展方向。为了达到这个目标,首先要降低探测器材料的各种缺陷。本文主要研究了不同生长条件对InSb分子束外延薄膜的晶体质量的影响,并采用金相显微镜、X射线双晶衍射仪、扫描电子显微镜及X射线能谱仪等检测手段对外延膜缺陷进行了研究,综合分析了各缺陷的特征、起因、消除方法等。通过优化外延条件,外延膜宏观生长缺陷最低值达到483 cm-2。
    13  InSb(111)A面腐蚀坑成因分析
    吴卿 巩锋 陈元瑞 侯晓敏 崔健维
    2014, 44(9):1011-1017.
    [摘要](437) [HTML](0) [PDF 746.94 K](391)
    摘要:
    采用光学显微镜和光学轮廓仪分析了InSb晶片(111)A面经特定腐蚀剂腐蚀后出现的两种特征腐蚀坑,并通过多次腐蚀试验观察了这两种腐蚀坑形貌的演变。从理论上对腐蚀坑形貌的成因进行了分析,结果显示1类特征腐蚀坑的成因是由于晶片固有的位错缺陷,2类特征腐蚀坑可能是由于晶片表面存在一定深度的损伤层引起的。
    14  0.53 μm脉冲激光辐照可见光面阵CCD的实验研究
    李晓龙 高山 康华超 张雷雷 张雷
    2014, 44(9):1014-1018.
    [摘要](472) [HTML](0) [PDF 1.03 M](474)
    摘要:
    开展脉宽为10 ns、波长为0.53 μm的脉冲激光辐照可见光面阵CCD的实验研究,测量了CCD从像元饱和、饱和串音到硬损伤的激光能量阈值。实验结果表明:像元饱和阈值为2.88~65.3 μJ/cm2;饱和串音阈值为1.52×102~1.64×104 μJ/cm2;CCD点损伤阈值为5.18×104 μJ/cm2,点损伤原因是激光对CCD表面的热熔融作用。
    15  脉冲调制式红外空空导弹仿真
    黄鹤松 童中翔 李建勋 王超哲 柴世杰 李慎波
    2014, 44(9):1019-1024.
    [摘要](494) [HTML](0) [PDF 1.57 M](365)
    摘要:
    红外空空导弹仿真是空战效能评估的重点和难点。根据红外空空导弹的识别、制导、运动机理,建立了导弹模型,同时也建立了诱饵模型,对红外空空导弹进行仿真和抗干扰分析。该导弹模型主要由导引头制导方程组、导弹运动方程组、抗干扰方法等组成。根据建立的导弹模型仿真出了导弹的攻击区、导弹和靶机运动轨迹以及导弹的抗干扰性能,通过与真实导弹进行对比表明,仿真的红外空空导弹与真实的导弹性能指标基本吻合。
    16  面源红外干扰弹防御反舰导弹的干扰效果评估
    刘松涛 陈奇 高东华
    2014, 44(9):1025-1029.
    [摘要](526) [HTML](0) [PDF 1.47 M](469)
    摘要:
    针对面源红外干扰弹的干扰效果评估问题,建立了面源红外干扰弹防御红外成像制导反舰导弹的干扰效果评估准则与模型,并以遮蔽干扰为例,基于Matlab仿真评估了给定威胁态势、干扰发射决策方案、舰艇机动决策方案时的干扰成功概率,得到了提高干扰成功概率的主要战术途径,形成了面源红外干扰弹防御反舰导弹的战术运用原则与方法。
    17  双视场红外光学系统被动无热化设计
    王铮,王政
    2014, 44(9):1030-1034.
    [摘要](635) [HTML](0) [PDF 1.45 M](445)
    摘要:
    温度变化会导致红外光学系统的成像质量差,为提高机载红外光学系统的环境适应性,保证红外光学系统在机载动态环境中能够稳定成像,提出了一种双视场红外光学系统无热化设计,给出了系统的主要技术指标和要求,说明了系统的原理和实现方法。
    18  3D全息显示的城市光子地图系统设计
    张鹏炜 蒋晓瑜 裴闯 张智诠 吕家国
    2014, 44(9):1035-1041.
    [摘要](399) [HTML](0) [PDF 1.12 M](539)
    摘要:
    针对现有电子地图不能同时多视角、直观、真实地显示三维地形地貌信息,难以满足高速发展的数字化、信息化城市的建设和管理需求的问题,研究了一种运用全息显示技术的3D城市光子地图系统设计,提出了一种采用逆向衍射纯相位计算全息算法。首先运用SfM(Structure from Motion)理论获取3D地形点云数据,然后从衍射结果出发,将重构的3D地形信息作为衍射目标图像,逆向求取需要的衍射条纹;再通过分配衍射单元的查表算法转化为全息干涉条纹,写入银盐干板记录材料,在白光照射下再现为真三维光子地图。3D全息图在自行搭建的实验平台得到了显示,并借助外协设备将校园局部全息图打印在银盐板上。实验结果表明,系统设计方案可行,算法的运算效率和准确度较高,全息图的显示效果体现出了光子地图的基本属性。
    19  基于对比度的小波图像融合算法研究
    王正林
    2014, 44(9):1042-1044.
    [摘要](503) [HTML](0) [PDF 836.96 K](390)
    摘要:
    图像融合可以集成多个源图像中的冗余和互补信息,增加图像理解的全面性,获得对同一场景的更为准确可靠的图像描述。传统的小波图像融合方法的融合规则是分别对低频和高频系数进行处理,忽略了两者之间的联系。本文提出利用对比度将高频系数和低频系数的处理联系起来,并以对比度作为度量系数取舍的准则进行图像融合。实验仿真研究表明,本文提出的算法很好地保留了多幅源图像的有用信息,是一种有效的图像融合算法。
    20  基于清晰度的彩色图像分割改进算法
    高强 李倩
    2014, 44(9):1045-1049.
    [摘要](476) [HTML](0) [PDF 1.24 M](403)
    摘要:
    针对K-means算法不能很好的分割目标较小,且目标颜色不能明显区别于背景颜色的彩色图像等缺点,提出了一种基于清晰度的彩色图像分割算法(S-K-means)。该算法引入图像清晰度评价理论,将彩色图像R、G、B三个通道的灰度矩阵转换成清晰度矩阵,然后选用Lab彩色空间,最后进行K均值聚类。为验证算法的有效性,对多幅电力线图像进行了分割实验,并与其他的分割方法进行比较实验,给出了详细的理论分析。实验结果表明该算法效果好,对电力系统中高压巡线具有参考价值,且具有较高的使用价值。
    21  基于端元优化的非线性高光谱分解算法
    唐晓燕 高昆 刘莹 倪国强
    2014, 44(9):1050-1054.
    [摘要](830) [HTML](0) [PDF 748.17 K](435)
    摘要:
    针对高光谱图像中端元的可变性和光谱的非线性混合特性,提出一种基于端元优化的非线性光谱解混算法,通过加入阴影端元对混合像元的端元集进行优化,对优化的端元子集采用基于分层贝叶斯模型的双线性光谱分解算法进行光谱分解。模拟数据和真实数据实验表明,提出的算法能很好地解决高光谱图像中存在的阴影效应,分解效果优于FCLS和GBM算法。
    22  基于四阶相关系数的NSCT域红外与可见光图像融合
    杨如红 邵振峰 张磊
    2014, 44(9):1055-1059.
    [摘要](300) [HTML](0) [PDF 1.02 M](365)
    摘要:
    采用非下采样Contourlet 变换(NSCT)模型提出了基于四阶相关系数的红外与可见光图像融合方法。首先对融合图像进行多尺度和多方向分解;对于低频分量,充分考虑红外和可见光图像物理特性的差异,采用基于区域平均梯度的融合策略;对高频分量采用四阶相关系数匹配策略来选择合适的高频系数;最后对融合后的系数进行NSCT逆变换得到融合图像。实验结果表明,该融合算法能更好地保留目标信息,同时也显著地提高了图像的信息量,在主观视觉效果和客观评价方面具有较好的融合性能。
    23  基于核距离加权的k-最近邻红外小目标检测
    陈晓斯 程正东 樊祥 朱斌 丁磊
    2014, 44(9):1060-1064.
    [摘要](293) [HTML](0) [PDF 1.67 M](396)
    摘要:
    城市复杂背景边缘给空中红外小目标检测带来的非线性、非平稳热辐射信号影响严重。在采用k-最近邻分类判别决策的基础上,提出了一种基于核距离加权的k-最近邻红外小目标检测算法。该方法将每个预测窗口内的原始数据核映射到高维空间中进行分类,再对各近邻进行距离加权,遍历图像后得到预测结果。实验结果证明了该方法在抑制背景、增强目标方面都有较好的效果。

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