摘要:激光照明具有效率高、低功耗和照射距离远等特点,成为未来最有前景的固态照明技术。作为激光照明的核心器件,荧光材料直接决定激光照明的发光性能。本文通过文献计量与知识图谱分析的方法,对近六年内的WoS核心合集数据库中激光荧光材料领域的研究成果进行梳理,并运用CiteSpace软件对激光荧光材料领域的文献外部特征和进行分析,并对领域的研究热点做出共识、突显关键词、年度热词分析,介绍了荧光材料之间的差异与分析结果,由此提出领域的研究趋势总结与展望。

摘要:高质量中红外激光源是定向红外干扰系统中的核心组件,与系统的作战效能密切相关。介绍了定向红外干扰系统中基于磷锗锌晶体的激光源的晶体特性、生长工艺、常用腔型和抽运源技术,详述了磷锗锌激光源的最新研究和应用进展,分析了制约磷锗锌激光源发展的技术瓶颈,并对磷锗锌激光源在定向红外干扰系统中的应用前景进行了展望。

摘要:为了解决三维运动图重构时存在的重构测量距离与实际距离误差大、激光点云数据数量多和重构图像清晰度对比低的问题,提出了基于激光点云数据的三维运动图像重构技术,通过配准多帧激光点云数据,从中获取激光点云数据集,再采用平面拟合方法对激光点云数据集实行去噪处理,最后利用曲面重构法完成对曲面模型的拟合,实现三维运动图像重构。实验结果表明,通过对三维运动图像重构进行测量距离与实际距离的对比、激光点云数据数量的对比和测量图像与实际图像清晰度的对比测试,验证了三维运动图像重构技术的实用性高。

摘要:采用等Rytov指数间隔多相位屏法来模拟径向阵列艾里涡旋光束(RAAVB)沿倾斜路径通过大气湍流时的光斑质心漂移。对比并分析了拓扑荷、天顶角、湍流外尺度和涡旋离轴距离对光束漂移的影响。结果表明:光束在倾斜大气湍流中传播时,相同条件下,CAAVB的漂移现象比阵列艾里光束受湍流影响更小；相比于天顶角和湍流外尺度,拓扑荷对光束漂移现象影响更大,光束漂移随拓扑荷的增大而减小,随天顶角和湍流外尺度的增大而增大；离轴型RAAVB的漂移现象比轴上型更严重,且漂移随着涡旋离轴距离的增大而增大。

摘要:围绕飞秒激光脉冲在混合气体介质中的成丝特性展开理论研究。通过数值求解非线性薛定谔传输方程,对比了不同气体介质中所形成光丝特征。研究结果表明,通过在氮气介质中掺入少量的惰性气体,可以实现对光丝内部光强、等离子体密度以及光强的时域演化特征进行调控。这一方法相比于传统方案,即通过调控入射激光脉冲参数或聚焦条件从而调控光丝特性,克服了对泵浦脉冲性能指标参数以及实验光路的依赖。该方法有望在飞秒激光诱导的非线性光谱研究领域得到更为广泛地应用。

摘要:设计研究了一种基于可调谐激光吸收光谱技术的微量水蒸气浓度检测传感器,内置有红外激光器、气体池、探测器、温压传感器、电路板等模块,传感器外形尺寸3cm×3cm×20cm。选用水蒸气在近红外v2+v3谱带内13686nm附近吸收线为待测谱线,结合软件锁相和SG滤波技术,实现对水蒸气的快速、准确测量。搭建了微量水蒸气浓度发生装置及校准测试实验系统,以高精度镜面露点仪为标准表进行校准测试,结果表明,传感器对水蒸气体积比浓度的测量范围达0～2000ppm,与标准表相比较的相对测量误差在-553～184之间,系统的最小检出限达10ppm,响应时间小于7s。该传感器性能指标满足在高压开关、氢冷发电、化工、制药等多个行业对湿度检测的要求,相比于传统湿度检测方法,具有测量准确度高、速度快、结构紧凑等优点,可为相关行业发展提供重要技术手段。

摘要:为解决航空器在各种运行环境环境中可能出现的霜冰影响问题,利用微秒脉冲激光在钛合金表面制备了超疏水表面,并通过微观形貌、表面元素组成、润湿性和结霜实验等对超疏水效果和抑霜性能进行了分析表征。实验结果表明,微秒激光制备的不同扫描间距的微纳结构表面均达到了超疏水效果,其中扫描间距为02mm的表面接触角可达159°,其表面激光作用形成的大量细小颗粒以及溅落的碎屑等形成的亚微米和纳米级结构,为空气中有机疏水基团提供了丰富的结合位点,二者共同带来了表面优良的超疏水性能,表面生长的霜层薄,霜枝较高,十分有利于外界作用清除。本方法可为航空领域霜冰问题的解决提供一定参考。

摘要:虚拟激光投影在动态交互时,易用性差、鲁棒性低都会导致交互方法的交互性能变差,为提高激光投影交互效果,提出基于视景仿真技术的虚拟激光投影动态交互方法。利用VEW方法采集激光投影视频图像,利用加权平均法对采集到的视频图像背景去噪,并基于红绿蓝三原色建立视频的RGB彩色空间模型,对背景去噪后的图像灰度转换后,进行阈值分割；依据预处理结果确定激光投影中心点位置,通过投影的中心点映射,实现投影动态交互；使用视景仿真技术对交互场景图像的交互效果实施增强,提高激光投影的动态交互性能。实验结果表明,运用该方法开展激光投影动态交互时,交互性高、易用性好、鲁棒性高。

摘要:铁道机车车辆高速重载情况下,车轮损伤日益增多,行业内多采用镟修方法修复损伤车轮,造成了材料的大量浪费。本文利用激光熔覆再制造技术修复损伤车轮,采用动力学仿真软件SIMPACK确定熔覆车轮接触应力及其蠕滑特性,修正了现有基于磨耗数的损伤函数车轮损伤评估模型,并将之用于再制造车轮的损伤评估。建立了激光熔覆再制造车轮寿命评估模型,模型计算结果和车轮设计寿命基本吻合。

摘要:针对复杂背景下的红外小目标检测问题,提出了基于频域显著性分析和形态学滤波相结合的图像处理算法。通过构建图像频域显著性分析图,并引入自适应阈值实现显著图的分割,提取感兴趣区域(ROI)以确定候选目标,达到凸显目标并抑制背景的目的。为抑制残余的杂波干扰,基于候选目标轮廓尺寸自适应并引入新的评价机制实现滤波结构元的筛选,采用新型Top-hat滤波技术消除伪目标响应。本算法充分利用红外小目标的频域显著性和空域尺寸先验信息的互补性实现检测,在设计中则平衡了计算复杂度与处理效果的矛盾关系,在有效提升检测指标的同时保证了实时计算的工程需求。实验表明本文提出的算法能显著提高目标信噪比,高效和准确地检测噪声背景下的弱小红外目标。

摘要:为提升快速启动探测器的响应能力,研究了节流孔至杜瓦冷头距离对制冷器启动时间的影响。在节流孔直径、热交换器长度和形态一致的情况下,节流孔距离杜瓦冷头距离越近,启动时间越快。当制冷工质为氩气时,20 MPa是一个拐点压力。当供气压力在20 MPa以下时,节流孔至杜瓦冷头距离对启动时间影响更加显著,启动时间差距可达十几秒。当供气压力高于20 MPa时,不同的节流孔至杜瓦冷头距离导致的启动时间差基本都在2s以内。当制冷工质为氮气时,拐点压力为30 MPa,启动时间的相关规律和氩气工质类似。本文研究结果对改进快速启动制冷器设计有一定的参考意义。

摘要:角焊缝裂纹是焊接结构中常见的缺陷之一,由于其所处位置特殊而常出现漏检、错检等情况。本文采用涡流脉冲热成像技术对T形角焊缝裂纹进行了研究,并提出了一种包含表面裂纹热图像前、后处理及定量检测的检验方法。首先,采用L形铁氧体磁芯对角焊缝缺陷试件进行检测,然后基于独立成分分析算法(ICA)对整个图像序列进行前处理,并提出了一种改进区域生长算法用于提取缺陷特征,最后利用所提出的检测方法对缺陷进行了定量检测和误差分析。实验结果表明,所提出的检测方法可以实现对焊缝表面裂纹的检测,抑制不均匀加热和边缘效应,改善图像分割中的欠分割和过分割现象,且检测出的缺陷长度和宽度相对误差仅为04和14。

摘要:红外辐射特性是对弹道目标进行探测和识别的主要依据之一,而目标结构、材料、空间位置、运动形式都会对其辐射特性造成影响。论文针对天基红外探测场景下中段目标平动及微动的辐射特性分析开展研究。首先构建天基红外探测场景模型,通过轨道仿真计算不同时刻中段目标的空间位置、相对探测器的空间姿态等参数；其次基于中段目标红外辐射模型,综合考虑不同位置及姿态参数下太阳辐射、地球背景辐射等参数,计算相应的目标温度与辐亮度等；最后综合考虑目标相对探测器的空间距离及姿态,仿真不同波段下红外探测器获得的中段目标辐照度,以及不同运动形式对辐照度的影响。仿真结果表明,目标微动对辐射特性的影响不可忽视,可作为目标识别的一个特征,为后续目标探测与识别提供数据支撑与指导。

摘要:红外探测器已经得到了广泛的应用,近年来,对红外探测器的探测、识别能力提出了更高的要求,迫切需要红外探测器进行创新发展。随着微电子工艺的快速进步,使多种功能的芯片集成在红外探测器上成为可能,也为红外探测器进行创新提供了基础。本文介绍了偏振探测功能在长波碲镉汞探测器上的集成设计、相应的设计验证结果以及成像试验情况,这些工作的介绍为集成红外探测器的开发提供了良好的借鉴。

摘要:中红外手性超材料具有体积小、易集成等优点,在中红外激光偏振态调控方面具有潜在的应用。本文提出了一种多层ITO椭圆柱中红外手性超材料。该结构的每个单元由三层相同的氧化铟锡(ITO)椭圆柱组成。模拟结果表明,椭圆柱之间的距离、椭圆柱的厚度、椭圆柱的短长轴之比、椭圆柱中心的相对位置、椭圆柱的数量和椭圆柱材料对结构的圆二向色性(CD)均产生了影响。结构在三个不同的波段均展示CD特性,在波长为352μm、412μm和528μm附近处展现出三个不同强度的CD极大值。模拟结果也表明,与贵金属金、银椭圆柱构成的结构相比,由ITO椭圆柱构成的结构展现出更宽带和多带的圆二向色性。后者结构在中红外波段的CD主要有一个带,在039μm附近带宽为05μm,而前者在412μm和528μm附近处的半高宽分别为06μm和16μm,这在中红外宽带和多带偏振态调控方面具有潜在的应用。

摘要:报道了碲镉汞甚长波红外焦平面探测器的最新研究进展。采用水平液相外延In掺杂和垂直液相外延Ａs掺杂技术生长了高质量的p on n型双层异质结材料。并通过提高材料质量将双层异质结材料的双晶衍射半峰宽控制在30 arcsec以内。基于台面器件加工、表侧壁钝化以及In柱互连工艺,制备了640×512,25μm碲镉汞甚长波红外焦平面器件。通过进一步优化了材料生长和芯片制备工艺,在65 K的工作温度下,该器件的截止波长为1435 μｍ,有效像元率为9806,平均峰值探测率为809×1010cm·Hz1/2·W-1。

摘要:为评价光电跟踪系统的跟踪性能,提出一套光电跟踪性能测试系统,该系统采用高精度电机控制准直系统焦平面处的靶标进行圆周运动、正弦运动及用户自定义运动,可模拟运动特性复杂的目标,准直系统采用透射式中长波光学系统,与反射系统相比,视场更大,同时电机控制精度高,可实现实验室内对跟踪系统最大角速度、最大角加速度的高精度测试。

摘要:分析了红外跟踪系统双站交汇测距理论,引入GDOP作为交汇测距精度评价指标,对红外跟踪系统测距精度进行了仿真,得到了不同条件下测距误差。结果表明:双站交汇测距误差与红外跟踪系统自身的测角精度、目标位置、目标距离密切相关。给定条件下,方位角20°时,5km～60km范围测距误差在15～24之间逐渐增加；方位角90°时,5km～60km范围红外跟踪系统测距误差在1～8之间逐渐增加。

摘要:从激光衰荡中衰荡腔内能量的动态变化出发,考察了电流调制腔衰荡的频率匹配过程,分析了激光波长扫描速率对光强注入变化的影响,进而解释了光关断后衰荡曲线出现过充畸变的原因,研究了不同充光时间下检测精度的变化规律。实验考察了不同触发阈值和延迟时间等参数设置下激光衰荡过程,发现随着触发阈值的增加,测量精度和灵敏度提升,但衰荡检测频率明显下降,因此触发阈值的设置应同时兼顾测量精度和测量频率要求。此外,延迟时间的增加会影响测量幅值的稳定,但可获得较高的测量精度和衰荡时间。实验中当延迟时间为400ns时,测量幅值与测量精度达到平衡,此时衰荡时间为391403 μs,测量精度为00162。

摘要:介绍了一种基于长焦大变倍比连续变焦红外热像仪的结构设计及装调方法。可用于各类红外热像仪的变焦结构设计中,在保证图像清晰的前提下,能够明显改善连续变焦过程中的光轴晃动,提高红外热像仪的光轴一致性和光轴稳定性,控制焦距精度,降低红外热像仪装调难度。该结构采用双导轨配合步进电机组件化设计,相对于其他变焦结构的设计,该结构变焦过程中光轴一致性好,光轴晃动量小,通用性强。

摘要:点云的分类和分割是三维点云网络的基础步骤,是三维重建、目标识别和自动驾驶等研究的关键环节。针对现有三维点云网络进行分类和分割时无法充分利用点云局部信息而导致精度不高的问题,提出了一种高低维双局部特征融合的点云分类分割网络。本文网络利用图卷积提取点云基于位置信息的低维局部特征,并通过注意力机制提取点云基于语义信息的高维局部特征,同时使用多层感知机提取点云的全局特征,通过多个特征融合的方式来提高点云分类和分割的精度。实验结果表明:本文网络在点云分类任务中,总体精度达到934,平均精度达到903；在点云分割任务中,平均交并比达到862；相较于现有的主流网络具有较好的分类和分割精度。同时对于稀疏点云输入的问题,本文网络具有较强的鲁棒性。

摘要:使用距离地面较远的机载激光扫描获取运动图像边界信息数据,得到的数据点密度较低,无法精细提取运动图像边界信息,因此设计一种激光扫描点云中运动图像边界信息提取方法。首先获取激光扫描点云运动图像,对其中的三维激光扫描仪、惯性测量单元等装置进行组合并设置相关的参数,并对激光扫描点云得到的数据预处理,使用八叉树建立离散点之间的关系,通过点云体素化完成去噪,最后通过地物聚类完成运动图像特征点云三维信息的提取。实验结果表明,所设计方法提取准确性较高,完整性较好,提取质量效果较佳,均超过了97,具有较好的提取效果。

摘要:针对无人机夜间难以识别的问题,采用YOLOv5算法对无人机激光图像进行识别分类。首先对距离选通成像原理进行了说明,其次介绍了YOLOv5网络结构,然后建立了五种无人机激光图像数据集,最后使用YOLOv5的四种网络模型对数据进行训练。实验结果得出,四种模型的准确率都是9973,损失率都在1以内,同时,在YOLOv5s网络下五种无人机识别分类的平均识别率为96、946、952、957、954,识别准确率较高。

摘要:将低分辨率(LR)图像重建为高分辨率(HR)图像的主流模型是生成对抗网络(GAN)。然而,由于基于GAN的方法利用从其他图像中学习到的内容来恢复高频信息,在处理新的图像时往往会产生伪影。由于,指纹图像的特征比自然图像更加复杂。因此,将以前的网络应用于指纹图像,尤其是中等分辨率的图像,会导致收敛不稳定伪影效果更加严重。针对以上弊端,本文提出了一种Enlighten-GAN超分辨率方法,来解决指纹图像的重建问题。具体来说,我们设计了启发块来控制网络收敛到一个可靠的点,并利用自我监督分层感知损失以改进损失函数提升网络性能。实验结果证明 Enlighten-GAN方法在指纹图像的重建效果性能上具有更加卓越的效果。