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2005年  第26卷  第4期

综述
无人机机载光电系统综述
成刚, 杨随虎
2005, 26(4): 1-4.
摘要:
本文主要介绍以色列、美国、俄罗斯、西欧诸国的无人机机载光电系统及其新技术的应用,如高精度稳瞄技术、美国的第四代电光相机、先进的前视红外系统及多光谱信息的压缩与传输技术。本文对我国无人机光电系统的设计有一定的参考价值。
图像处理
数字散斑条纹图的滤波方法
伏思华, 于起峰
2005, 26(4): 5-8.
摘要:
在现代数字散斑测量方法中,一般采用减模式来产生数字散斑条纹图,它是进一步图像处理的信息载体,同时不可避免地附带有大量的乘性噪声。为了保证测量精度,在进一步图像处理前必须对其进行降噪,选择合适的滤波方法显得尤为重要。在多年实际经验及阅读了大量文献的基础上,该文对国内外常用的数字散斑干涉条纹图滤波方法进行了分类阐述,选择了一些有代表性的方法予以实现,给出实验结果,并进行了对比分析。最后对数字散斑干涉条纹图滤波方法的发展方向给出了自己的看法。
用光学方法实现多灰度级图像的区域分割
苏成悦, 郑光昭, 陈丽, 何榕礼, 周冬跃
2005, 26(4): 9-12.
摘要:
利用光学中的阶跃滤波器实现对多灰度级图像的区域分割,并从理论上对用阶跃滤波器处理具有硬边界和软边界的多灰度级图像及最终实现多灰度级图像的区域分割进行了讨论。当多灰度级图像存在灰度不连续变化(硬边界)和有转折变化(尖点)时,使用阶跃滤波器都会在这样的区域内呈现边界增强。
理论研究
简易Mie散射数值计算方法的研究
王君, 何俊发, 王莲芬, 王红霞, 周友杰
2005, 26(4): 13-16.
摘要:
在回顾光散射理论发展史的基础上,分析了常规Mie散射计算实现过程中的问题,并论述一种改进的简易Mie散射数值计算方法。参照科学记数法定义了一种“EDecimal”类型的数据结构及其基本数学运算和三角函数运算。采用动态链表技术实现了高效的C++ Mie散射计算程序。该程序不仅可以用来处理极端条件下的Mie散射计算,而且显著降低了算法的时间复杂度,提高了执行效率。与相同精度要求下采用Wiscombe编写的MIEV0程序的计算结果进行了比较,并指出此程序精确可靠。
双折射晶体琼斯矩阵分析
孙刚, 金世龙
2005, 26(4): 17-21.
摘要:
利用双折射晶体中两特征偏振态在晶体中独立传播的理论,推导出双折射晶体的琼斯矩阵,并对特征光波为线、圆、椭圆偏振光时的琼斯矩阵做出相应的分析和讨论。找出了直接影响光透过晶体后偏振态的因素,并做出相互之间的关系曲线。对分析双折射晶体对光偏振态的影响以及通过光学方法分析晶体性质具有一定参考价值。最后分析了水晶片旋光性质变化的原因,对四频差动激光陀螺中水晶片的安装具有一定的指导作用。
影像变形公式与教材的分歧
王金力, 王菲菲
2005, 26(4): 61-65.
摘要:
把正方体切成无数平行断面,每个断面均有一个光锥,在无数个光锥内观察断面截面与投影截面及断面和断面投影的变化,可得出以下结论:(1)X线影像变形是光锥作用的结果;(2)无论物体投影面是否成角,光锥中心线直射或斜射作用不变;(3)各断面截面的椭圆离心率反映物体空间歪斜程度,是真正的变形因素;(4)投影截面椭圆离心率分别大于、等于或小于断面截面椭圆离心率,则断面正中纵径投影/实长分别大于、等于或小于通过该投影中点的横径投影/实长;(5)若物体投影面成角,将会产生断面投影不均等放大现象;(6)变形程度与物体厚度成正比,且变形的程度与点光源至物体的距离成逆向变化,而与物体投影面距离无关;(7)教材中的论述是错误的。
微光技术
用气熔压工艺改善6μmMCP的空间结构和视场清晰度
刘术林, 邓广绪, 毛加明
2005, 26(4): 22-25.
摘要:
高分辨率微光像增强器对微通道板(MCP)的孔径、空间结构和视场清晰度有着极为严格的技术要求。我们在引进的气熔压设备上,通过对压力、温度、保温保压时间等相互制约的工艺参数进行大量实验,已探索出孔径为6μm、孔间距为8μm的MCP的最佳工艺,即第一平台温度为500℃左右、熔压温度为560~590℃、压力为0.5~0.9Mpa,保温保压时间为60min左右。在光学显微镜和扫描电子显微镜下观察我们制作的MCP,发现复丝排列规整、边界相邻的两排单丝变形较小且排列有序、复丝顶角无畸变(即无扭曲、梅花丝、孔洞、错位)。与Photonis公司同种型号的MCP相比,我们制作的MCP的梅花丝少1/3左右。在标准输入下,我们的MCP增益比较高,增益均匀性有所改善,固定图像噪声在0~1级,视场清晰度得到了较大程度的提高。
激光技术
飞秒被动锁模光纤激光器的稳定性研究
赵德双, 刘永智, 黄绣江, 张长命
2005, 26(4): 26-29.
摘要:
从广义非线性薛定谔锁模方程出发,运用数值方法分别研究了泵浦光功率和非线性饱和吸收体对飞秒被动锁模光纤激光器工作特性的影响,并得到了激光器在基阶脉冲重复频率下稳态输出的最高输入泵浦功率和其对应的非线性饱和吸收体稳定工作区间。该研究结果为进一步优化设计最高泵浦功率、非线性饱和吸收体开关以及提高被动锁模光纤激光器的稳定工作性能都具有指导意义。
某型激光测距系统可靠性预计
吴晗平
2005, 26(4): 30-32.
摘要:
在试验数据有限的情况下,通过分析激光测距系统工作模式和建立系统可靠性模型解决了小批量、复杂的某型激光测距系统可靠性评价问题。根据以前相似产品的试验数据,采用相似电路法对系统可靠性进行预计。根据激光晶体、染料片、全反射镜、聚光腔等元器件的寿命,对激光器寿命进行预计,并在实际使用中得到了验证。这对系统设计和使用具有重要参考作用。
用实验方法分析大气随机信道对激光传输的影响
尹治国, 何俊, 黄常春, 邓代竹
2005, 26(4): 33-35.
摘要:
文章介绍了为分析大气随机信道对激光传输影响而进行的激光远场实验,即光斑测量实验和光强测量实验。根据实验的目的和原理,自行研制了两套实验系统:一套为光斑实时测量和记录系统,另一套为光强实时测量和记录系统。运用以上两套实验系统进行了激光远场实验,记录了大量实验数据。通过对实验数据的处理,绘制了不同天气条件下光斑重心的变化曲线和光强的变化曲线。从实验上论证了大气随机信道对激光远场光斑的影响,并得出了大气对激光传输影响的统计规律。
光纤技术
光纤光栅传感系统信号解调技术的研究
李志全, 许明妍, 汤敬, 陈颖, 赵彦涛
2005, 26(4): 36-41.
摘要:
波长编码信号的解调是光纤光栅传感系统进入实用化的关键技术之一。本文讨论了光纤光栅传感信号解调的基本原理,分析了国内外提出的常用解调方法的工作机理和特点,并总结了信号解调过程中存在的主要技术难点,指出其发展方向,为光纤光栅传感系统解调部分的设计提供了依据。
基于啁啾光纤光栅的掺Yb3+光纤激光器
黄绣江, 刘永智, 隋展, 李明中, 林宏奂, 陈海燕
2005, 26(4): 42-45.
摘要:
啁啾光纤光栅可用于光纤色散补偿及脉冲压缩。该文从光纤光栅的耦合模方程出发,对中心波长为1053nm的啁啾光纤光栅进行了研究,数值分析了啁啾光纤光栅长度、耦合函数、啁啾系数、切趾技术等因素对啁啾光栅反射率、时延特性、色散特性、压缩特性的影响,并将结论应用于掺镱超短脉冲光纤激光器的设计,提出基于啁啾光纤光栅的全光纤环形腔连接方案。与其它非全光纤结构光纤激光器相比,这种结构具有更小的损耗和更高的效率。
编码式光纤光栅传感阵列解调方案的论证
范典, 姜德生, 梅加纯
2005, 26(4): 46-49.
摘要:
介绍了编码式光栅传感阵列的结构及其传感信号的特点。采用梳状结构对编码式光纤光栅传感阵列进行解调,利用被测光谱通过阵列波导光栅不同通道时输出的不同光强的比值确定被测光的波长。该文分别从理想状态和存在背景反射的状态论证了本文提出的方案的可行性,分析了噪声引起的误差。该系统不但适合于解调大容量的波长信息,而且在解调时不存在任何机械移动部分便可以快速、同时测量多个波长。
啁啾光栅结合边缘线性滤波解调的 FBG应变测量系统
朱丹丹, 王海芳, 张冉, 李亚萍, 闫利娟, 张俊杰
2005, 26(4): 50-52.
摘要:
介绍一种采用啁啾光栅并结合边缘线性滤波解调的FBG应变测量系统。系统中探头以2个光纤布喇格光栅(FBG)的波长差作为传感信息测量等强度悬臂梁的应变,避免了测量过程中温度变化因素对测量结果的影响,并且提高了灵敏度和分辨率。采用啁啾光栅结合长周期光纤光栅边缘线性滤波技术的波长解调方案,理论上证明了该系统的可行性,系统测量范围为0~500με,在海上开采平台、高层建筑、大型基础构件、桥梁大坝等结构的健康监测中具有一定意义。
薄膜技术
特宽光谱分光膜的镀制
谭宇, 赵兴梅
2005, 26(4): 53-55.
摘要:
设计了550~1100nm波段高透、8000~12000nm波段高反的特宽光谱分光膜膜系,即采用|ZnS|Ag|ZnS|基本膜系结构,外加保护膜,并用该膜系镀制出了透可见、近红外波段,反中远红外波段的平面分光镜。实际使用表明,该膜系效果较好。
计量测试
激光测距机主要参数校准测量不确定度分析
杨冶平, 杨照金, 侯民
2005, 26(4): 56-57.
摘要:
简述激光测距机主要参数校准装置的组成,通过对其主要参数(最大测程、最小测程、测距准确度、重复频率、束散角)的校准测量进行详细的不确定度分析,评价激光测距机主要参数校准装置的达标程度。
原位光谱反射比测量系统设计
王术军, 张保洲
2005, 26(4): 58-60.
摘要:
介绍了用光纤和双通道光谱仪测量光谱反射比的技术优势,并着重讨论了原位光谱及光谱反射比测量系统的主要技术。利用这套测量装置对真空室中试验样品氧化前后进行测量,得到了与计量院标定值一致的结果。