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2004年  第25卷  第2期

综述
国外军用光学系统可靠性工程研究分析
刘国荣
2004, 25(2): 1-6.
摘要:
随着微光技术、红外技术、激光技术、图像处理技术在现代武器系统中的广泛应用,光电武器系统得到了飞速发展,从而使得人们愈来愈关注军用光学系统的可靠性问题,它直接影响武器系统的作战能力及对后勤支援的要求,乃至对部队编制员额及技术能力的要求.为此,介绍了国外军用光学可靠性的发展、可靠性管理及可靠性设计.从中可以看出国外对可靠性工程在军用光学系统中的作用和重视程度,以便于我们在制订技术政策及强调军用光学系统先进性能的同时重视可靠性和维修性工作,提高系统的完好率,降低后勤保障费用.
美国ABL计划的新进展
项兆军, 杨保利, 杨红龄, 赵玮
2004, 25(2): 7-10.
摘要:
"ABL"系统是一个非常典型的高能激光应用系统,具有高度机动、高度精确及对目标进行闪电打击的特性,以及对多个目标进行毁灭性打击的能力.该系统能适应各种复杂环境,并能以最小的和可恢复的毁伤实现政治、军事上的双赢.因此, "ABL"系统也是美国投入大量人力、物力优先发展的弹道导弹防御武器系统.介绍"ABL"系统的历史、组成及研制分工,详述其近期的技术进展和战场优异性能.
理论研究
Mach-Zehnder电光波导调制器啁啾的研究
甘小勇, 刘永智, 张晓霞, 张长命
2004, 25(2): 11-14.
摘要:
在光纤通信系统中,调制器的啁啾参数是衡量调制器性能的重要参数之一.为了深入研究铌酸锂M-Z结构外调制的机理,导出了Mach-Zehnder结构外调制方式调制器的啁啾参数表达式,研究表明该结构调制器频率啁啾不为零,而且调制器的直流偏置漂移对啁啾的影响很小.详细讨论了影响啁啾参数的因素,分析了直流消光比、外加信号以及直流偏置漂移对器件啁啾参数的影响.分析结果表明,利用负啁啾可以改善系统的色散特性.
二元环形孔径全空间轴线上的衍射光强分布
张耀举
2004, 25(2): 15-18.
摘要:
运用Rayleigh-Sommerfeld衍射积分,详细推导了二元环形孔径全空间在轴光强分布公式.由于未作明显的近似,所得公式对衍射距离大于数倍入射波长的衍射空间都是有效的.计算并分析了这种孔径轴线上的光强分布情况.结果显示,它的最大调制深度是入射光强的16倍,比圆形孔径或环形孔径大4倍,近场的光学层析能力比远场的强.在很近场区,二元环形孔径的在轴光强分布对孔径结构比较敏感,这些特性使这种孔径在光子学和光纤光学的应用方面具有潜在的价值.
亚像元动态成像技术中系统调制传递函数的数值分析
车双良, 赵创社
2004, 25(2): 19-21.
摘要:
亚像元动态成像技术是目前实现遥感器小型化非常有效的新方法,因而研究亚像元动态成像系统的调制传递函数MTF显得非常必要和重要.介绍了亚像元动态成像的基本原理及成像过程,指出了光程差对亚像元动态成像系统MTF的影响.对亚像元动态成像系统的MTF进行了数值分析,并指出了亚像元动态成像系统的成像质量及空间分辨率与一般成像系统相比较的优点.
群体粒子散射光偏振特性的研究
叶伏秋
2004, 25(2): 22-24.
摘要:
在Mie散射理论的基础上分析了群体粒子散射的偏振特性,并用两种不同直径(0.26 μm,0.55 μm)的球形粒子作为散射介质进行了相关实验,比较了群体粒子散射光垂直与水平偏振光的偏振度.实验发现:散射光的偏振度随粒子直径的变化呈现出一定的规律性,直径大的粒子散射光在水平方向的偏振度小于直径小的粒子;而垂直方向的偏振度却完全相反,直径大的粒子大于直径小的粒子.
用矢量方法分析角锥棱镜的反射特性
匡萃方, 冯其波, 刘欣
2004, 25(2): 25-27.
摘要:
从现代光学角度出发,利用反射、折射定律的矢量表达式,详细分析了理想角锥棱镜对光的反射特性以及角锥棱镜存在直角误差时对其光路的影响,并用大量公式进行了理论推导和论证.同时指出要在高精度测量过程中提高检测精度,任何一个角度误差都不能忽略.该分析结果对实际工作中应用角锥棱镜作为逆向反射器所造成的误差的修正具有指导意义.
光学设计
一个可完全自动绘图的光学设计软件--OCAD光学设计软件包
姚多舜, 梁宏军
2004, 25(2): 28-35.
摘要:
介绍一个光学设计软件包(OCAD软件包),该软件包可以根据光学设计数据执行我国一系列国家标准和国军标,自动绘制光学系统图及各种零部件(包括棱镜)图.绘出的光学图纸标准、实用、准确,可直接用于生产加工,免除了以往使用Auto CAD等各类绘图平台绘图的繁重手工劳动.该软件包还能直接使用国内外其他光学设计软件的数据文件或生成用于其他光学设计软件的数据文件.
红外技术
红外标定理论计算与应用
郝继平, 杜成功, 黄平华
2004, 25(2): 36-39.
摘要:
对于海上红外跟踪、搜索设备作用距离能力及距离和角度精度标定检查的目标建设,虽然为压制背景噪声、排除景物影响而采用过多种方法,但这些方法均不能满足海上背景的实际环境条件.介绍了红外标定理论计算方法,借助方位、仰角及距离精度标定、作用距离能力的检查工程应用,充分证明该方案科学合理,简便易行.该方案对弥补外场标定设备同步建设不足、解决海上红外探测设备外场标定的难题以及检查该类装备的标定具有一定的指导意义.
光纤技术
光纤光栅传感器波长移位检测方法
周伟林, 刘阳, 杨华勇, 李智忠, 胡永明
2004, 25(2): 40-43.
摘要:
光纤光栅波长移位检测是光纤光栅传感器的核心技术之一,已提出的光纤光栅波长移位检测方法有被动解调法、匹配光栅法、非平衡Mach-Zehnder干涉仪法、可调谐窄带光源法和激光锁模法等详细介绍了光纤布拉格光栅(FBG)传感器的波长移位检测方法,分析了各种检测方法原理.重点讨论了非平衡M-Z干涉仪法和可调谐窄带光源法,并对以上各种方法的优、缺点进行了分析和讨论.
一种基于谐波检测技术的光纤甲烷气体传感器
王书涛, 刘瑾, 车仁生, 王玉田
2004, 25(2): 44-47.
摘要:
甲烷是易燃易爆气体,是矿井瓦斯及天然气等多种气体燃料的主要成分.气体爆炸一直是困扰煤矿安全生产的重大难题,因此现场实时检测甲烷气体浓度对于工矿安全运行,人身安全有着至关重要的作用.基于甲烷气体近红外吸收的机理,研究了一种以DFB LD为光源的高灵敏度光谱吸收型光纤甲烷气体传感器.利用光源调制实现气体浓度的谐波检测,用二次谐波与一次谐波的比值来消除光路干扰.建立了谐波检测的数学模型,给出了甲烷气体的测量结果.利用光纤作为传光通道,使得探头可以与测量电?肥迪滞耆绺衾?增强了系统的安全性.
图像处理
小波变换在CCD图像边缘检测中的应用
武东生, 刘秉琦
2004, 25(2): 48-50.
摘要:
对于CCD图像的非稳定高斯噪声,传统的Fourier变换法无法消除噪声,而小波变换在时域和频域同时具有优良的局部化特征,而且对高频采用逐渐精细的时域或空城步长可以聚焦到分析对象的任意细节,从而克服了传统Fourier变换固定步长等缺点,因此,小波变换法可消除这种噪声.本文在分析CCD图像噪声的基础上,利用小波变换和直方图分割方法对目标图像进行了降噪和边缘检测.试验证明此法行之有效.
基于成像机理的小波包变换多聚焦图像融合
那彦, 殷廷瑞, 杨万海
2004, 25(2): 51-54.
摘要:
由于可见光成像系统的聚焦范围有限,因而在成像过程中,除聚焦良好的物体能生成清晰的图像外,该物体前后一定距离外的所有物体都将呈现不同程度的模糊.为了获得场景内所有物体均清晰的图像,在分析了多聚焦图像成像机理的基础上,提出了一种基于小波包变换的融合方法.它是将成像系统先聚焦在一部分对象上,得到其清晰的图像;然后再将其聚焦在另一部分对象上,得到另一清晰的图像;最后把这两幅实验图像加以融合,从而获得场景内所有物体均清晰的图像.实验结果表明,基于小波包变换的融合方法能够将信号的频带进行多层次划分,对高频成分也能进一步地分解,可有效综合多聚焦图像.
薄膜技术
温度条件对反应电子束蒸发制备TiO2薄膜结构和性能的影响
王学华, 薛亦渝
2004, 25(2): 55-57.
摘要:
研究基片温度(120~300 ℃)和热处理温度(400℃)对电子束蒸发TiO2薄膜的结构和光学性能的影响.XRD分析表明,在120 ℃, 200 ℃和300 ℃的普通玻璃基片上采用电子枪加热蒸发制备的TiO2薄膜具有非晶态结构,沉积态薄膜经过400 ℃保温1 h的热处理后得到的相为具有(004)取向的锐钛矿相,晶粒大小在3.6~8.1 nm之间.透射谱分析表明,薄膜的折射率随着基片温度的升高而增加;热处理后,薄膜的折射率也相应提高,其原因来自于薄膜的晶化.
计量测试
光栅投影测量技术中的自适应采样方法
潘伟, 赵毅
2004, 25(2): 58-61.
摘要:
近年来,光学技术在测量领域的应用使测量获得的数据呈十几倍甚至几十倍地增长,造成了数据处理的困难.针对光栅投影非接触测量方法获得的海量数据,提出一种基于曲面变分的自适应采样方法以减少测量获得的数据量,并给出了采样的精度计算方法.根据测量对象的曲面变分进行自适应采样,获得测量点云,并根据自适应采样数据重构CAD模型.采样精度可以达到2.3 μm,拟合精度小于7.2 μm.
激光反射镜与诱导透射滤光片工艺分析
荆玉兰, 蒋向东, 张怀武
2004, 25(2): 62-64.
摘要:
随着光通信和光信息技术的迅速发展,介质高反射镜和窄带滤光片倍受人们关注,有机光学薄膜滤波器材料及器件将日益受到重视.采用一个低通滤波器和高通滤波器在其通带叠合处便可产生一个优良的窄带滤波器.详细介绍了几种光学薄膜器件激光反射镜、诱导透射滤光片(ITF)和微片式激光器的混合材料及制备工艺,并给出其设计方法,对批量生产将有极大的促进作用.