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红外与激光工程杂志

杂志介绍

红外与激光工程杂志是由中国航天科工集团主管,中国航天科工集团公司第三研究院第八三五八研究所主办的一本北大期刊。

红外与激光工程杂志创刊于1972,发行周期为月刊,杂志类别为电子类。

  • 中/长波切换工作模式的双色量子阱红外焦平面研制

    关键词: 双色量子阱红外焦平面  红外成像  

    报道了中/长波切换工作模式的双色量子阱红外焦平面研制。通过特殊设计的器件和读出电路结构,获得了可对中波波段和长波波段选择的切换架构。突破了双色量子阱材料、器件以及读出电路等关键技术,研制出384×288规模、25μm中心距双色量子阱红外焦平面探测器。在70 K条件下器件性能优良,噪声等效温差为28 m K(中波)和30 m K(长波),响应峰值波长...

  • 红外焦平面读出电路集成数字输出

    关键词: 红外焦平面  读出电路  片上adc  sar  dac  

    为了实现红外焦平面数字化输出,设计了一种集成片上模数转换的焦平面读出电路,包括一个512×512的读出电路单元阵列和列共享的逐次逼近寄存器型模数转换器(SAR ADC)。单元读出电路采用了直接注入(DI)结构作为输入级,输出的信号通过多路传输送到模数转换器。设计的逐次逼近型的模数转换器中的比较器采用的是由前置放大器、锁存器、自偏置差分...

  • 热红外遥感中大气透过率的研究(一):大气透过率模式的构建

    关键词: 大气透过率  热红外遥感  modtran模型  模式  

    大气透过率是热红外遥感中的一个重要参数。通过辐射传输模型MODTRAN模拟热红外波段的大气透过率,构建了基于大气模型、气溶胶模型、水汽量、能见度和观测天顶角等5个因素的大气透过率查找表,分析了不同参数对热红外大气透过率光谱曲线的影响,通过方差分析确定了影响大气透过率的关键因子,针对不同类型的气溶胶模型,构建了基于水汽量、能见...

  • 蒙皮反射的背景辐射对亚声速飞机红外特征的影响研究(一):方法

    关键词: 红外辐射  飞机  背景辐射  双向反射分布函数  

    基于CFD计算得到的流场、温度场结果和Modtran计算得到了环境辐射数据,建立了典型背景下的飞行器红外辐射特征计算模型。计算中考虑了波段、季节、发射率和双向反射函数等因素。通过地面试验数据,对计算方法进行了验证,计算值与试验数据吻合较好。该模型为更准确地分析飞行器的红外辐射特征,以及更合理地评价红外抑制措施的抑制效果提供了方法和...

  • 二元弯曲混合管出口结构参数对红外抑制器气动和辐射特性的影响

    关键词: 红外抑制器  两级引射  二元弯曲混合管  波瓣混合器  引射系数  总压恢复系数  红外辐射强度  

    采用CFD和瓜综合计算分析的方法,研究了不同结构参数的二元弯曲混合管对红外抑制器性能的影响。计算结果表明:与矩形出口的二元弯曲混合管相比,波瓣型面的混合管出口增加了排气出口周长,依靠粘性和剪切力的作用实现剪切混合,二次引射能力增强,抑制器整体引射性能最大提高了19.2%。同时,混合管壁面温度也显著降低,抑制器垂直方向上3~5...

  • 红外探测器寿命试验自动化真空系统设计

    关键词: 红外探测器  寿命试验  真空  

    针对目前红外组件寿命试验过程中测试参数时必须更换真空腔的问题,设计了一种用于红外组件寿命试验的自动化、多工位真空系统。提出了以杜瓦为试验中心的总体方案,实现寿命试验过程中原位参数测试。通过真空理论计算和计算机3D建模,进行了系统结构设计;采用可编程逻辑控制器(PLC)为控制核心,通过自动控制抽气回路阀门和泵的启停,实现对寿命试...

  • 高超声速飞行器红外窗口热辐射特性试验

    关键词: 高超声速  红外窗口  气动热辐射效应  自身辐射  蓝宝石  

    对于大气层内的高速飞行器,强烈的气动加热使红外探测系统的红外窗口温度迅速上升,成为气动热辐射效应的主要因素,导致红外探测系统的探测距离、识别概率、跟踪精度等性能下降,甚至失效。通过简化红外窗口热辐射传输模型,设计了一种红外窗口热辐射特性试验平台,并对某蓝宝石红外窗口在中波红外3.7~4.8μm波段的热辐射特性进行试验研究。研究结果...

  • 多层隔热材料对卫星红外特性的影响(英文)

    关键词: 多层隔热材料  地球卫星  温度场  红外特性  

    针对空间目标红外特性研究中,忽略多层隔热材料的影响或将其传热过程等效于绝热稳态过程的不足,考虑多层隔热材料中的实际传热方式,分别建立了卫星表面多层隔热材料中辐射换热、间隔层固体导热和残留气体导热的温度计算模型;根据模型计算分析了卫星表面多层隔热材料中不同传热方式对自身表面温度及3~6μm和6~16μm两个波段红外辐射特性的影响;结果...

  • 出口形式对双S弯排气系统红外特性影响研究

    关键词: 双s弯喷管  出口形状  梯形出口  红外辐射  锁定距离  

    以轴对称收扩喷管为基础,利用截面曲率控制的方法并结合流量匹配原则,设计生成了不同出口形状的双S弯喷管。采用CFD数值模拟技术获得了6种模型的流场特征及组分浓度分布,在此基础上利用逆向蒙特卡洛方法对其进行了红外辐射特征研究,先后对比了不同模型的后半球红外辐射强度空间分布、探测面辐射亮度分布以及后半球锁定距离空间分布。研究结果表...

  • ASIC技术在长线列TDI红外探测器中的应用

    关键词: aisc  长线列tdi探测器  扫描成像系统  

    针对长线列红外时间延迟积分(TDI,Time Delay Intergration)探测系统面临通道多、噪声大、体积大、质量重、功耗大等问题,提出了利用专用集成电路(ASIC,Application Specific Integrated Circuit)方法解决长线列红外TDI探测读出电路中面临的问题。通过实现由一款全定制ASIC芯片(8路红外信号调理芯片)和红外TDI探测器构建的红外探测扫描成...

  • 硫系玻璃在民用红外车载成像系统中的应用

    关键词: 车载镜头  红外系统  无热化设计  光学被动式  

    针对324×256非制冷探测器,设计了一个工作波段为8~12μm,有效焦距为9 mm,F数为1.3,视场角为33.26°×26.28°的红外车载镜头。镜头采用了硫系玻璃材料Ge28Sb12Se60制备的两片镜片,结合常规红外材料锗以及硫化锌材料制备其他两片镜片,通过合理分配各个镜片的光焦度达到系统整体无热化设计的效果。利用硫系玻璃易于精密模压制备非球面的特点,仅在一片...

  • 泵浦激光频率漂移对光声稳频信号的影响

    关键词: 光声稳频  频率漂移  泵浦激光  气体太赫兹源  探测条件  

    在CO2激光泵浦的气体太赫兹源中,泵浦激光的频率稳定性控制问题十分关键。针对基于光声效应的泵浦源稳频技术,理论分析和数值模拟了光声信号的探测条件(光声腔内气压、传声器灵敏度等)对微弱光声信号检测的影响,进而对探测条件进行了优化。在此基础上,进一步分析了泵浦激光频率在气体吸收谱线中心频率附近漂移时光声信号的变化规律。结果表明...

  • 带有光子晶体波导的微型随机激光器研究

    关键词: 随机激光器  光子晶体波导  局域性  

    文中采用有限时域差分(FDTD)法研究了Zn O随机介质与光子晶体波导相结合的微型激光器的辐射特性和频谱特性,用平面波展开法分析了光子晶体能带特性。数值研究结果表明:由于光与随机介质相互作用,使得光在该微型激光器中放大,损耗减小,存在较长滞留时间,同时随机介质局域光的能力变强,激光的阈值降低,而且含四方格子结构光子晶体的激光器具有...

  • 利用位置式数字PID算法提高DFB激光器驱动电源稳定性

    关键词: 分布反馈式激光器  驱动电源  模拟pi深度负反馈  位置式数字pid算法  1  nm  

    由于分布反馈式(DFB)激光器输出光功率受其激射电流的影响,为了保证其稳定的光功率输出,研制了基于位移式数字PID算法的高稳定性DFB激光器驱动电源。在硬件设计方面,该驱动电源主要由控制器模块、恒流源模块和保护电路模块组成。采用模拟PI深度负反馈环节有效地提高了驱动电流的稳定性。在软件方面,采用位置式数字PID算法,消除了实际驱动电流...

  • 调频连续波激光调制方法研究

    关键词: 调频连续波  光强调制  直接数字频率合成  

    调频连续波(FMCW)激光调制电路是FMCW激光探测系统的重要组成部分。对FMCW激光调制方法进行研究,设计并实现由线性调频信号产生电路和半导体激光器驱动电路组成的激光调制电路,并给出相应的实验结果。其中线性调频信号产生电路采用基于直接数字频率合成技术的集成芯片AD9958进行设计,产生10~110 MHz的锯齿波线性调频信号;半导体激光器驱动电路...

  • 内场仿真试验中激光指示信号生成方法

    关键词: 内场仿真  激光指示信号等效  仿真试验  

    为了在内场对激光制导武器的作战能力进行鉴定,设计了激光指示信号内场仿真系统。针对该仿真系统的组成及其工作原理,分别对激光指示信号的发散角、能量及方向的内场等效方法进行了分析,设计并标定了三者的动态调整装置。试验结果表明:该系统动态模拟的激光指示信号光斑直径相对误差小于2.5%,能量衰减动态调整误差小于0.2 d B,方位及俯仰的动态...

  • GSP插入LCOS的可行性探讨(英文)

    关键词: 全息视频显示  硅基液晶  缝隙表面等离子体  法布里珀罗共振子模型  

    硅基液晶(LCOS)是最适合用于全息视频显示的空间光调制器之一,但是受限于小衍射角和低分辨率的特性,当前市场上的LCOS并不完全适用。近年来出现的超常表面(例如,间隙表面等离子体激元)具有独特的特性,提供了一种新的对光传播进行控制的方法。文中采用数值方法研究了在LCOS中插入超常表面结构,旨在解决小衍射角和低分辨率的问题。为了实用化,...

  • 基于连续线性调频激光器的测距方法

    关键词: 连续线性调频激光器  外差  测距  

    提出了一种基于线性调频激光器的外差测距实验理论,设计了一个较为具体的测距方案,利用延时光纤将两束特性相同、但进行了延时的线性调频激光进行混频,测出其拍频后的频率值,进而得到其中包含的频率信息,并用Matlab-Simulink仿真对此方案进行了仿真测试和实际光纤延时验证,通过模拟线性调频信号和线性调频外差测距的实验过程,分别对300、600、90...

  • 激光陀螺任意二位置寻北仪及误差分析

    关键词: 激光陀螺  寻北仪  任意二位置  误差分析  

    介绍了一种激光陀螺任意二位置寻北仪,可在一定程度上节省整个寻北过程的时间,推导了全姿态下的寻北解算公式。为提高整个系统的寻北精度.从理论上分析了陀螺漂移误差、系统圆周误差和转位误差对任意二位置寻北的影响,建立了误差数学模型,并提出了减小寻北误差的方法。仿真结果表明,水平状态下的转位误差引起的寻北误差是一个常量,大小为...

  • 飞秒激光微加工中光斑横向超分辨研究

    关键词: 横向超分辨  飞秒激光  微加工  

    飞秒激光微加工中焦点光斑横向光场的分布直接影响到激光微加工的精度、分辨率和表面粗糙度等。利用激光束空间整形技术对激光束聚焦光斑进行调制,基于横向超衍射理论和优化算法进行了研究和分析,完成了一种0-π结构四环横向相位板的设计。该相位板归一化半径为r1=0.16、r2=0.27、r3=0.49,获得的峰值能量S、焦斑尺寸GT、旁瓣能量MT分别为0.38、0....

  • 视标引导的自适应光学眼底成像视场精确定位

    关键词: 液晶自适应光学  视标引导  视网膜成像  

    自适应光学眼底相机,由于较高的成像分辨率和人眼等晕角的存在,单次成像的视场被限制在1°左右。必须实现单个视场的精确定位和多个视场的图像拼接,才能得到完整的眼底图像。为了精确定位,文中分析视标引导成像视场的原理,设计了新型的视标引导系统。平行光照明视标,并通过透镜聚焦于人眼瞳孔中心,这样能够精确测量眼底成像视场的位置。基于此搭...

  • 多因素影响下法布里-珀罗干涉仪透射频谱特性

    关键词: 光束发散角  入射光频谱  表面缺陷  不平行度  

    法布里-珀罗(F-P)干涉仪是具有重要科研和实用价值的光学仪器,能广泛应用于光学鉴频、锁频以及光谱超精细结构的测量研究。然而,在实际应用中干涉仪的频谱特性将受到诸多因素的影响。从入射光束发散角、入射光频谱、干涉仪平板吸收损耗、平板表面缺陷和不平行度等因素对F-P干涉仪频谱特性的影响做了深入的研究。在考虑了上述诸多实际因素情况...

  • 二维激光告警光学系统设计

    关键词: 二维激光告警  光栅衍射  激光波长  二维方位角  光学设计  

    由于现有单激光告警系统只能实现来袭激光一维的方位和波长等信息,提出了一种单激光告警系统同时测得二维方位信息和波长信息的新方法,该方法的光学系统主要由遮光罩、光栅、透镜组和面阵CCD组成,通过对来袭激光经过光栅后的一级和零级衍射光斑位置的判决,得到来袭激光二维方位和波长信息。通过理论分析说明了该方法的原理,并推导得出二维方位角...

  • 用粒子群算法设计非球面准直透镜的方法

    关键词: led准直照明  非球面光学特性  粒子群算法  准直透镜  

    提出了一种用于LED准直照明的非球面透镜设计方法,该方法产生于对非球面几何光学特性分析和粒子群优化算法优越的寻优能力。用该方法设计了一个基于点光源准直的出光口径30 mm的非球面透镜,为了证明准直透镜的准直效果,用光线追迹方法模拟了准直透镜对于点光源的准直过程。模拟结果显示,点光源经准直透镜后出射光线的最大半视场角为0.004 60,0.8...

  • 温度和应力动态变化对球形头罩的光传输影响

    关键词: 气动光学  光线追迹  折射率场  球形头罩  

    高速飞行器在大气层中飞行,光学头罩与来流相互作用,其温度和应力应变在飞行过程中会动态变化,引起头罩材料折射率的改变,进而影响光线传输。文中在对飞行过程中球形头罩温度和应力应变动态模拟的基础上,计算随时间变化的折射率场,并利用光线追迹方法计算光线通过头罩出射面的光程差,通过光学评价方法以及图像退化仿真直观得出其对头罩光传输的...

  • 烷基化汽油中烃类物质含量的太赫兹时域光谱研究

    关键词: 太赫兹时域光谱  烷基化汽油  烯烃  

    应用太赫兹时域光谱技术研究了烷基化汽油中烯烃在太赫兹波段的性质。以烷基化汽油中的2,4,4-三甲基戊烯为例,分析了其不同浓度在太赫兹波段产生的光谱响应。结果表明,对于烯烃含量不同的烷基化汽油,其信号中的峰强具有明显不同,并随着浓度的变化呈线性变化。利用时域谱最大值和最小值之和拟合而成的预测曲线对两种未知浓度样品进行预测,其误差...

  • 石英玻璃太赫兹光学参数测量的误差分析

    关键词: 太赫兹时域谱  折射率  吸收率  误差分析  

    测量液体或气体样品的太赫兹光学参数时,常采用石英玻璃作为容器,因此在计算样品的折射率和吸收率时需要考虑石英玻璃太赫兹光学参数的影响。文中利用太赫兹时域谱技术测量了石英玻璃的太赫兹时域光谱,根据测量模型计算了太赫兹波段的折射率和吸收率,并利用误差传播理论分析了这些光学参数的误差。结果发现折射率误差在0.2~2.0 THz范围内基本保...

  • 温度对太赫兹亚波长金属结构共振特性的影响

    关键词: 太赫兹  温度  亚波长金属结构  

    利用太赫兹时域光谱系统研究温度对Ga As基底上生长的太赫兹亚波长金属结构的透过率及共振特性的影响。实验发现,温度从低温80 K升高至380 K,样品的透过率逐渐降低,且低频共振频率处有轻微的红移现象。通过研究共振带区域及远离共振带区域的透过率情况,分析了总体透过率降低的根本原因在于温度升高导致Ga As基底的本征载流子浓度升高;共振凹陷减...

  • 基于小波变换的太赫兹数字全息再现像去噪研究

    关键词: 太赫兹  数字全息  小波变换  

    太赫兹数字全息是当今太赫兹成像领域的研究热点之一。以真实连续太赫兹同轴数字全息再现像作为研究对象,进行了基于小波变换的去噪研究。选用“bior2.2”和“sym4”两种小波基,分别采用硬阈值和软阈值方式,对全息再现图像进行小波阈值去噪和基于小波的同态滤波处理,然后定量分析去噪结果。实验结果证明,对连续太赫兹同轴数字全息系统记录的再现...

  • 红外光谱条件下Bragg光栅的横向受力研究

    关键词: 光纤bragg光栅  红外光谱  横向受力  解调  

    如何解决光纤传输过程中的色散补偿,以及实现高速数据的密集波分时复用和全光解复用,成为当前研究过程中的主要难题。光纤Bragg光栅(FBG)是一种理想的无源传感与信号解调器件,文中基于此探究了光纤Bragg光栅的横向受力特性,建立了相应的理论模型,搭建了ASE100光源的实验系统。红外光谱条件下的解调实验结果表明:透射谱主阻带内有偏振损耗的最...

  • 一种低误报率的新型光纤分布式振动传感系统

    关键词: 光纤分布式振动传感器  误报率  

    针对目前φ-OTDR光纤分布式振动传感器由于散射光波光强不稳定造成误报率较高的问题,文中提出一种φ-OTDR和Mach-Zehnder干涉仪相结合的光纤分布式振动传感新系统,φ-OTDR和Mach-Zehnder干涉仪分别对外界振动进行探测,从而降低单一φ-OTDR探测的误报率。实验研究了φ-OTDR和提出的新的复合结构系统对外界振动探测的误报率,实验结果表明:在复杂环境下...

  • 基于极化码的无线光通信副载波误码性能分析

    关键词: 无线光通信  极化码  副载波相移键控  误比特率  

    提出了一种基于极化码的无线光信道副载波调制方法,给出了极化编译码的具体算法过程,并将其应用于无线光通信系统。在不同大气湍流强度下,对系统的差错性能进行了仿真分析,其中着重对基于极化码的二相相移键控和四相相移键控两种调制方法的误码率进行了对比,结果表明,采用极化码的副载波二相相移键控调制系统的性能优于四相相移键控系统。最后,...

  • 电光调制器自适应偏振控制系统设计与实现

    关键词: 偏振态  pid  自适应控制  

    为了保持电光调制器(EOM)输入光偏振方向始终与其内部可传播模式偏振方向一致,使EOM获得良好的调制效果,提出了一种基于比例-积分-微分(PID)算法的EOM自适应偏振控制方法,理论分析并实验验证了该方法的可行性。实验结果表明,基于该方法设计的控制系统不仅能实时监测EOM输出光功率,而且能保持其输出光功率最大;与激光器和EOM输入端直接用保偏...

  • 基于遗传算法的光纤光栅交叉敏感解调研究

    关键词: 光纤光栅  交叉敏感性  遗传算法  

    光纤光栅在现代传感领域应用广泛,但交叉敏感特性严重制约了其发展。针对光纤光栅在传感领域应用中存在温度与应力交叉敏感的问题,提出了一种基于遗传算法的解调方案,建立了遗传算法的快速解调模型,经过数学分析得到遗传算法目标方程、适应度函数,系统讨论了参考光纤光栅与传感光栅的反射中心波长不同、反射峰值不同情况下的解调结果。数值研究...

  • 光纤SPR传感器的信号检测及处理(英文)

    关键词: 表面等离子体共振  光纤表面等离子体共振传感器  小波去噪  

    光纤表面等离子体共振(SPR)传感器是目前应用在环境介质检测和生物大分子检测等方面的新型、高精度传感器。首先,以表面等离子体共振传感理论为基础,对系统检测结果进行数据处理,得出采用均值估计的线性模型。在不同时刻与相同环境介质下,检测某一溶液的十组光谱数据并进行均值估计,从而得到有效的共振波长。其次,利用小波分析方法进行信号处...

  • 大视场空间相机侧摆成像时几何参数分析

    关键词: 空间相机  几何参数  大视场  侧摆  

    为了提高大视场空间相机物距、投射角、地面像元分辨率、幅宽等几何参数的计算精度,研究了星下点成像与侧摆成像时上述几何参数的精确计算方法。在全面考虑地球曲率和投射角的基础上,建立了相应的几何模型,改进了大视场空间相机几何参数计算方法。根据仿真分析,对于轨道高度650 km、半视场40°的空间相机,当侧摆20°时,垂直线阵方向像元分辨率的最...

  • 一种基于共线特征点的线阵相机内参标定方法

    关键词: 线阵相机  共线特征点  成像模型  标定误差  

    提出一种利用共线的标定特征点确定线阵相机内参的方法。所有标定特征点均在线阵相机的视平面内。首先,标定过程中对标定特征点逐一成像,直接得到标定特征点和其对应像点,解决了空间标定点与像点的对应问题;其次,通过数学建模得到线阵相机的成像模型,联立多个位置处的成像模型解算出相机内参;最后,对影响线阵相机标定的因素进行分析及实验验证。...

  • 基于斜率的TMT三镜面形检测方法

    关键词: 30  m望远镜  波前斜率  中频误差  低阶像差  蒙特卡洛法  

    为了完成对于30 m望远镜(TMT)三镜面形的检测,引入了基于斜率的测量方法。首先,针对斜率信息分别提出了对于低阶像差拟合以及中频误差分析的方法,并利用数值仿真以及实测数据对于之前提出的理论进行验证;最后,针对所提出的方法进行了基于蒙特卡洛法的误差分配,讨论了在TMT招标方所提出的精度要求下,各个检测仪器的精度如何分配。文中使用的方...

  • 三视场定位定向设备的视场确定

    关键词: 视场优化  定位定向  天文导航  三视场  星图识别  

    为了提高三视场定位定向设备可靠性,建立三视场系统功能的基本约束条件测试模型,以模型为依据对可见光波段的视场进行优化分析。首先,分析了设备正常完成工作时采用组合星图识别和简单星图识别所需的必要条件,并建立这两种识别方式关于视场大小的概率分布模型。从原理和实验数据两个方面说明了三视场结构识别三角形概率分布不能通过单视场的概率...

  • 基于光纤陀螺的转台周期性误差抑制方法

    关键词: 光纤陀螺  测角周期误差  跟踪转台  傅里叶理论  

    为抑制测角系统周期性测量误差对光电跟踪系统速度平稳性和成像效果的影响,采用光纤陀螺系统建立误差模型和误差补偿器,对系统进行误差补偿控制。首先,对测角系统测量结果中含有周期性误差的机理进行分析,建立了周期性测角误差的数学模型;其次,采用高精度光纤陀螺建立了一套基于傅里叶理论的角度测量误差模型采集系统,并通过七个步骤提取了测角...

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