摘要:激光驾束制导是以近程战术目标为主要作战对象的性价比较高的一种光电精确制导模式。介绍了激光驾束制导的基础理论和关键技术,详述了炮射导弹、防空导弹和反坦克导弹三类激光驾束制导弹药的研发和装备现状,重点关注了俄罗斯-乌克兰军事冲突中激光驾束制导弹药的应用,并对激光驾束制导弹药的未来走向进行了展望。

摘要:半主动光学支撑是介于主被动支撑之间的一种调节镜面低频误差并提升支撑系统建造性价比的技术,本文回顾了该技术在地基大口径望远镜中的应用,陈述了其发展历程并总结三种Warping Harness结构形式及工作原理。分析并总结空间、球载、机载领域典型型号望远镜主镜系统结构参数及主镜面误差源,简单描述了船载、车载光电设备的结构组成和工作状态,分析了车、船载光电设备主镜面形影响因素。对基于Warping Harness的半主动光学技术在空间、球载、机载大口径望远镜和车载、船载大口径光电设备等领域拓展性开展了分析。最后对未来国内应用于大口径望远镜的半主动光学支撑进行了展望。

摘要:主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)法用于高速视觉的激光麦克风的音频信号重建,可从声场中轻质弹性物体表面的激光散斑动态变化中提取语音信息。将高速散斑视频中的一帧图像视为高维空间中的向量,顺序将视频图像堆栈成数据矩阵,利用PCA做特征提取,语音信息就存在于方差较大的主成分中,通常应用第一主成分就可以重建清晰的语音信号。实验表明,PCA对激光散斑颗粒尺度和灰度分布没有过多限制,即使在采样区域较小、反射物体材质不同的情况下,都可以重建人耳可分辨的语音信号。而且基于PCA的无监督机器学习算法特性,选取视频开始部分的帧图像做训练集,还可以提取含有音频信息的主成分的特征向量,作为后续视频图像向量的投影基,实现语音信号的快速提取。

摘要:为了探究石英晶体飞秒激光刻蚀工艺,本文使用波长为1030nm、重复频率20kHz、脉冲宽度290 fs的飞秒激光系统研究了飞秒激光参数、定焦点与变焦点扫描以及飞秒激光裂片技术对刻蚀石英材料的影响。首先研究了飞秒激光扫描次数、扫描速度及离焦量对刻蚀石英微槽的影响规律。其次对比分析了定焦点扫描与变焦点扫描对微槽形貌的影响,最后研究了飞秒激光裂片石英材料技术。研究表明,在激光单脉冲能量为60 μJ,扫描速度4mm/s,扫描次数为50条件下获得槽宽为32μm,深宽比达22的石英微槽；相较于定焦点扫描,变焦点扫描时微槽侧壁趋近于直壁状态,微槽壁面角从56°降低至34°；当扫描次数增加到一定程度时会在微槽底部诱导裂纹的产生,微裂纹进一步扩展形成切面,裂纹扩展区切面质量明显高于飞秒激光烧蚀区。

摘要:为了提高圆网聚合物覆膜激光清除中扫描覆盖率及光强分布均匀性,提出了一种线式扫描轨迹光强叠覆优化模型。通过分析圆筒转速与激光单点光斑轨迹,分析了清洗区域光斑在圆筒表面的覆盖域规律,建立激光线式扫描轨迹运动函数；由此建构了激光扫描覆盖模型,探究了圆筒转速、激光扫描线速度以及激光平移速度的关联关系,分析了联合运动的激光光斑分布规律；最后,通过与光斑高斯光强进行拟合分析,得到了圆筒转速与光强均度优化参数,实现激光在圆筒网的能量均匀覆盖。对镍金属圆网表面聚合物涂层进行激光辐照实验,并利用红外光谱测试仪检测样本,实验表明:圆网清洗区域涂层特征峰吸光度近似一致,验证了优化参数下光强分布的均匀性。

摘要:高斯噪声模型因其能够避免非线性问题且易于工程实现在早期多被采用,然而在实际应用中,往往存在脉冲幅度特性的噪声和干扰。因此本文对非高斯噪声背景下脉冲式激光测距互相关时延估计算法进行了研究。首先采用钟形脉冲模型对发射激光脉冲进行建模、采用SαS(Symmetric Alpha Stable)模型对脉冲噪声进行建模；然后提出了基于Sigmoid函数的互相关时延估计算法,通过检测互相关峰值位置就可以得到回波信号相对于发射激光脉冲的时延；最后对Sigmoid函数中的k值进行分析,通过大量仿真,在发射激光脉冲宽度一定时,激光脉冲幅值A与k的关系为kA≈3时,N[TX-]最小,时延估计效果最好。该方法时延估计效果与直接使用k=1的时延估计效果对比,有明显提升。

摘要:为了提高磁光成像增强效果,采用量子多元宇宙算法。首先铁磁材料施加磁场时,磁场的N、S级产生的光强差别性使得磁光成像区域的亮度由暗到明逐渐变化,焊缝磁光成像的像素灰度值与焊缝亮度成正比；接着引导滤波减少磁畴区域对磁光成像的影响,atctan函数对磁光成像区域增强；最后给出了算法流程。实验显示磁感应强度变化随着交变电压的增加而变大,霍尔探头离焊缝中心越远,则磁感应强度越小,磁感应强度在焊缝中心呈现对称分布,最小值在焊缝中心处,即磁场N级、S级交接处；磁畴特性随低频交流电压增加表现越明显；本文算法使得磁光成像增强效果清晰,评价指标较优。

摘要:基于激光雷达传感器,提出了一种道路路锥识别方法。首先,在传统DBSCAN聚类算法的基础上改进算法搜寻核心点的方式,对雷达所采集的数据进行快速地分割、聚类。接着,分析类簇,对每帧数据的类簇进行特征采样并赋予标签值。最后,通过支持向量机(SVM)训练样本数据,利用网格化搜索与交叉验证法优化SVM参数,得到类簇分类模型,用于识别路锥。实验结果表明,改进后的DBSCAN算法计算效率有了显著提升,并且对点云的聚类更具有针对性。经过多次随机数据集检测,分类模型的准确率保持在93以上,实现了对路锥的有效识别。

摘要:针对连续激光倍频的需求,对比分析了周期性极化钽酸锂晶体和铌酸锂晶体的非线性光学特性,从技术研究角度确定了周期性极化钽酸锂晶体更适合用于连续激光倍频。依据非线性转换效率和晶体结构安装尺寸,确定了基频激光压缩及倍频激光准直的参数,从保证工程应用的角度选择了81μm极化周期的钽酸锂晶体,设计并实现了双光路倍频,获得了超过5W的540nm连续倍频激光输出。

摘要:报道了一种基于色散补偿的低阈值自启动的全保偏“9”字腔光纤激光器。在谐振腔结构中加入一段色散补偿光纤进行色散补偿,同时加入相移器提供非线性相移,产生超短脉冲输出。当泵浦功率达到80mW时,可实现自启动的孤子锁模,重复频率为2218 MHz,中心波长为1557nm,脉冲宽度为536 fs,信噪比为73dB。在该稳定锁模状态下的激光器输出平均功率为104mW,对应脉冲能量为0046nJ。该激光器结构简单,具有低阈值、自启动的优势,可作为种子源,广泛应用于太赫兹产生、生物医学成像、超快光谱学等领域。

摘要:将1064nm波长激光应用于漫反射空间碎片激光测距,具有大气透过率高、回波光子数多、白天天空背景噪声低的优势。由于近红外激光束后向散射图像的信噪比与对比度较低,导致图像中光束边界模糊,光尖坐标提取困难,无法精确控制发射准直性和望远镜收发光轴平行性,不利于回波获取。为此,提出了一种基于图像处理的光束准直性标校方法,实现光束闭环控制,修正激光束出射准直性,提高望远镜收发光轴平行性。实验结果表明,所提方法能够显著改善1064nm波长激光束出射准直性,实现了望远镜收发光轴平行性的闭环控制。

摘要:针对热障涂层热导率低,激光红外热成像检测效果不佳等问题,本文提出了一种基于脉冲压缩的增强型激光红外热成像方法用于热障涂层系统脱粘缺陷的检测。该方法利用频率或周期调制脉冲串激光热源,再通过信号处理将接收到的时域信号压缩成有效峰值高的窄脉冲信号,从而有效增强检测信号的信噪比。首先,建立热障涂层多层结构脉冲压缩激光红外检测有限元数值计算模型,模拟了周期调制脉冲串激光激励下结构内部热流的传播过程以及内部缺陷对温度场分布的影响,研究了不同激励参数对于温度场分布的影响。模拟结果表明,单调递减型且热激励时间为2s左右的脉冲激励形式能获得最佳的检测效果。其次,通过脉冲压缩技术对数据信号进行后处理,得到了更能反映缺陷信息的温度场分布图。最后,通过实验验证了基于脉冲压缩的增强型激光红外热成像方法对热障涂层脱粘缺陷检测的有效性,实验结果表明,该方法在一定程度上提高了缺陷检测的灵敏度与信噪比。

摘要:红外成像在国防、消防、公共安全、化工、电力等领域有广泛应用,采用计算机建模仿真相比于实物测量方法来研究红外成像探测效能具有更高的效率。本文在建立目标辐射 大气传输 光学系统 红外探测器 信号采集完整仿真模型的基础上,通过软件仿真深入研究光学窗口透过光谱对特征目标红外成像探测效能影响规律,进而指导红外系统的设计优化。

摘要:超材料是一种人工复合结构,因非凡的红外发射/吸收调控能力,成为实现红外隐身技术的有效途径。针对当前超材料实现波长选择性红外辐射隐身的不足,提出和设计了基于耐高温金属材料钼Mo的多层金属 介质 金属(MIM)结构超材料,同时实现了5～8μm波段的宽带高发射(吸收)和中红外波段3～5μm、远红外波段8～14μm的宽带低发射(吸收)。进一步研究表明该隐身结构耐高温性能非常突出,在500～2500K温度范围内其红外辐射特征都能被抑制,同时,红外辐射的角度选择性也很好,75°范围内时5～8μm和8～14μm波段辐射特性无明显变化。该工作为新型耐高温波长选择性宽带红外隐身技术提供了一个新的途径。

摘要:双波段红外探测器是第三代焦平面探测器发展的重要方向之一,二类超晶格材料由于其优异的光电性能而成为制备双色红外探测器的优选材料之一。本文报道中长波双色二类超晶格器件结构设计、材料外延、读出电路设计、芯片加工、组件化等方面研究进展,通过对刻蚀以及钝化工艺进行了优化,制备出性能良好的640×512中长双色二类超晶格红外探测器,主要指标实现像元中心间距20μm,读出方式同时读出,中波波段35～48μm,长波波段75～95μm,噪声等效温差中波288mK、长波388mK,响应率非均匀性中波452、长波789；盲元率中波12、长波13,并完成成像演示,成像质量良好,为双色红外探测器工程化应用奠定了基础。

摘要:为分析某型机载光电随动伺服系统的扫描稳速性能,首先以双惯量模型为基础,介绍了随动伺服系统的工作原理,根据伺服系统实际的机电参数搭建仿真模型。通过运行仿真模型,解析模型的扫描稳速曲线,归纳该系统的稳速性能特征。其次分别定位内外万向架对稳速性能的关键影响因素,使用描述函数法研究了外万向架速度振荡的产生机理。针对内外万向稳速性能影响因素分别给出优化措施,对外万向架采取了力矩均衡式的双电机控制,在无电流环的内万向架速度回路中加入了加速度回路。最后对优化措施进行实验验证,结果显示内万向架在加入加速度反馈后调节时间基本不变,速度调转时最大偏差由108 V减为100 V,内万向架的扰动隔离能力亦有提升。外万向架使用力矩均衡式的双电机控制后,齿隙造成的速度振荡得到了抑制,最大速度误差由04°/s降为02°/s。

摘要:自动化装配被应用于生产生活的各个领域,而随着装配产品结构复杂程度的提升,对装配轨迹自动校正能力的要求也在不断的提高。为了对装配轨迹的实时在线校正,提高装配精度及稳定性,提出了一种基于光纤传感的自动化装配轨迹校正系统。系统由光纤传感阵列、轨迹误差分析模块以及校正控制模块构成。结合装配结构外形特征,设计了光纤传感阵列分布形式。通过实际测试标定完成了波长变化与应变偏移量之间的函数推导。通过ANSYS软件,仿真分析了轮轴结构装配异常状态下,不同应力造成的应变量变化及趋势。实验首先通过温漂补偿与应力标定测试,得到光纤传感单元的线性变化值为00008nm/N,并且具有很好的线性度。然后针对装配结构在0～200N应力变化范围内的应变偏移程度进行了测试,并与三维扫描仪进行了对比,结果显示,相对误差最大值为683,均值为527。总之,该系统可以在线完成自动化装配过程的轨迹校正。

摘要:当激光捷联导引头工作在设计的线性区外时,在确定的激光导引头参数条件下,通过对激光探测器输出电信号的综合处理与运用,从软件算法方面可将激光导引头线性区向外大范围扩展。当目标回光剩余光斑占有两个象限时,经计算、标定,其测量结果较准确,扩展后的测量结果与线性区内测量结果呈准线性分布,当目标剩余光斑仅占有一个象限时,其质心相对于导引头视轴的距离可精确确定,但其给出的俯仰、方位位置存在较大偏差,通过限定角度,可以给出目标粗略角度位置。

摘要:由于红外图像存在噪声,电路板芯片定位困难,因此基于红外图像的机载电路板故障诊断方法在实际应用中诊断效果并不理想。针对此问题,本文在卷积稀疏编码和字典学习的基础上,提出了一种基于卷积融合字典学习的航电系统电路板红外图像去噪算法。首先,并行融合改进卷积稀疏编码结构和离散余弦变换字典形成复合初始化字典,以有效提取电路板红外图像特征；接着,建立稀疏特征矩阵,更新红外图像特征原子；最后,将稀疏特征系数带入算法对模型进行训练和测试,完成电路板红外图像的去噪重构。实验采用航电系统电源电路板进行可靠性分析,实验结果表明,与K SVD和卷积网络去噪方法相比,本文算法在图像视觉效果,输出PSNR和SSIM方面更具优势,具有更好的去噪效果。

摘要:为了进一步提高卫星激光测距系统中激光指向修正的效率,提出了一种优化的用于激光指向的图像处理算法实现方案。针对实拍的CCD图像,利用拉东变换的方式对图像中的散射光尖点进行精确定位,采用带阈值的质心法提取目标卫星质心,将解算出的光尖点与卫星点的位置偏差转换为望远镜指向的弧度偏差,反馈至激光指向控制系统中,形成了有效的闭环控制。目前,该方案已成功应用于乌鲁木齐气象卫星站内的地基激光定位系统中,实现了在线实时修正激光指向误差,并将指向精度控制在2弧秒以内。

摘要:为了解决激光模拟射击中由于图像畸变和光斑中心定位误差而造成命中环数计算结果与实际值偏差较大的问题,提出一种高精度命中环数算法。算法通过参考点确定靶环中心,采用带阈值处理的灰度重心法计算光斑中心,利用参考点对畸变图像进行透视变形校正和径向畸变校正,消除因图像畸变而带来的计算误差,最后计算出准确的射击命中环数。实验结果表明,高精度命中环数算法能有效消除误差,提高命中环数计算精度,命中环数达到01环级别,光斑中心在靶面上的定位精度达到01mm级,满足激光模拟射击技术要求,在激光模拟射击中具有实用意义。