1 西安电子科技大学 物理与光电工程学院，陕西 西安 710071
2 渭南师范学院 物理与电气工程学院，陕西 渭南 714099
光子晶体引入缺陷后形成的缺陷模在增益介质中将被放大形成激光，为了进一步明确缺陷的激光特性，首先从理论上分析了光子晶体的特征矩阵，接着得出了以下光子禁带特性：光带隙宽度随着周期数的增加而增大，但在周期数达到一定数值后其光带隙宽度是确定不变的；折射率比值越大，光带隙宽度越大；叠加不同中心波长的光子晶体可以简单、有效地拓展光带隙范围。在一维KTP光子晶体的禁带特性实验分析中得到了KTP缺陷的光子能带结构的波长响应曲线；随着温度的上升，KTP的折射率随之增大，进而缺陷模向长波长方向移动。上述研究对于微小光源的发展具有一定的理论和实际意义。
光子晶体 缺陷 激光 禁带 折射率 photonic crystals defect laser band gaps refractive index 红外与激光工程
2016, 45(1): 0104005
针对海天背景下红外舰船目标识别提出了一种基于机器学习的分类算法。该算法首先利用分割算法提取红外图像中的连通区域，并对原图相应的位置进行标记和归一化处理，然后利用HOG特征提取标记区域的高维特征向量，用线下样本库训练得到的SVM分类器对所提取的HOG特征进行高维特征空间的分类，识别目标和干扰。仿真实验表明，该算法具有良好的性能，在复杂海天干扰背景下能够有效地识别红外舰船目标。
SVM分类器 红外图像 HOG特征 舰船目标识别 SVM classifier infrared image HOG feature ship-target recognition 红外与激光工程
2016, 45(1): 0104004
唐聪 1,2,3殷松峰 1,2,3凌永顺 1,2,3王一程 1,2,3[ ... ]徐凯 1,2,3
1 电子工程学院，安徽 合肥 230037
2 红外与低温等离子体安徽省重点实验室，安徽 合肥 230037
3 脉冲功率激光技术国家重点实验室，安徽 合肥 230037
通过人工红外照射改变目标与背景的红外辐射特性能够对相关跟踪形成有效干扰，其中，红外照射的位置对干扰效果具有重要影响。为提升红外照射干扰相关跟踪的效率，文中建立了红外照射仿真搜索相关跟踪干扰点模型，对干扰相关跟踪的有效照射位置进行快速搜索。首先，运用TracePro光线追迹软件建立了真实实验条件下的红外照射系统模型，并利用高斯模型对照射光斑的照度分布进行了拟合。然后，在一定空间范围内，采用二维扫描的方式进行真实照射干扰和仿真照射干扰对比实验，结果表明：仿真照射与真实照射的干扰结果一致性达到了98%，且仿真照射找出了真实照射条件下干扰相关跟踪的全部干扰点，从而很好地验证了文中方法的有效性。
干扰点搜索 红外照射仿真 相关跟踪 干扰效率 interference points search infrared irradiation simulation correlation tracking interference efficiency 红外与激光工程
2016, 45(1): 0104003
中国科学院上海技术物理研究所 空间主动光电技术重点实验室，上海 200083
光束法平差是遥感图像实时拼接系统的关键步骤，它需要消耗大量的运算时间，同时也决定了系统的拼接精度。针对画幅扫描红外成像实时拼接系统中的光束法平差算法，提出了一种实用的光束法平差策略，利用相邻扫描行图像的配准平差，将最新扫描行图像依次配准到已拼接图像中，为拼接图像的实时更新奠定了基础。同时利用GPGPU对光束法平差算法进行了并行加速，在保证精度的情况下，提高了拼接算法速度。通过画幅扫描成像的实时平差实验，验证了算法的精度和实时性。
光束法平差 画幅扫描 图像拼接 bundle adjustment GPGPU GPGPU frame sweep image mosaicking 红外与激光工程
2016, 45(1): 0104002
1 天津大学 电子信息工程学院 专用集成电路设计中心，天津 300072
2 航天海鹰光电信息技术有限公司，天津 300192
设计了一种二极管型非制冷红外探测器的前端电路，该电路采用Gm-C-OP积分放大器的结构，将探测器输出的微弱电压信号经跨导放大器(OTA)转化为电流信号，再经电容反馈跨阻放大器(CTIA)积分转化为电压信号输出。该OTA采用电流反馈型结构，可以获得比传统OTA更高的线性度和跨导值。输入采用差分结构，可以有效地消除环境温度及制造工艺对探测器输出信号的影响。电路采用0.35 μm CMOS工艺进行设计并流片，5 V电源电压供电。Gm-C-OP积分放大器总面积0.012 6 mm2，当输入差分电压为0~5 mV时，测试结果表明：OTA跨导值与仿真结果保持一致，Gm-C-OP积分放大器可实现对动态输入差分信号到输出电压的线性转化，线性度达97%,输出范围大于2 V。
跨导放大器 电容反馈跨阻放大器 Gm-C-OP积分放大器 OTA CTIA Gm-C-OP integrated amplifier 红外与激光工程
2016, 45(1): 0104001
哈尔滨工业大学,惯导中心,黑龙江,哈尔滨,150001
成像器稳定跟踪平台的稳定回路设计是一种高精度、高动态响应的伺服回路设计,为实现较好的控制特性,提出了一种基于LMS算法的Adaline网络参数自适应控制方法,根据被控对象的参数变化,实时调整控制器的参数,由于算法相对简单,满足实际工程应用的要求.为了避免自适应算法运算对系统响应快速性的影响,设计了基于常规控制和自适应控制的双模态控制器结构,根据实际工作条件,进行控制策略的实时切换,既保证了系统响应的快速性,又保证了控制精度.实验结果表明,采用该方法实现的稳定回路具有良好的动态和静态特性.
视轴稳定 自适应控制 稳定跟踪平台
西安电子科技大学,技术物理学院,陕西,西安,710071
针对红外焦平面阵列(IRFPA)实时图像处理系统中的重要环节--IRFPA的非均匀性校正和红外图像的增强,提出了以FPGA为核心的红外焦平面成像实时处理系统.该系统能够实时完成校正系数的计算、IRFPA非均匀性校正、红外图像的增强及视频合成等功能.在FPGA中采用了并行处理结构和流水线技术,使系统的处理速度高达50 M×12 bit/s,特别适用于大面阵、高帧频IRFPA实时图像处理.仅用一片FPGA完成所有的处理功能,使整个系统结构简单、体积小、功耗小,便于小型化.
非均匀性校正 图像增强 高速图像处理 小型化 IRFPA FPGA
定标黑体是红外扫描仪的重要组成部分,其性能的好坏会影响到红外成像的质量.以某次遥感飞行获取的海表热红外图像中出现明暗条纹的现象为例,分析了定标黑体的温度不稳定性对热红外成像的影响,主要是由于扫描仪中用于箝位的低温黑体控温精度低.针对该明暗条纹消除方法,介绍了常规的基于图像处理的"Laplacian噪声消除法",并提出了一种新的解决方法"恒定参考源法",通过对比这两种方法,认为在难以保证黑体控温精度的情况下,关闭黑体的温控功能是一种更好的解决方法,对于红外扫描仪的遥感应用具有一定的指导意义.
红外遥感 定标 校正算法
1 西安电子科技大学,机电工程学院,陕西,西安,710071
2 西安电子科技大学,技术物理学院,陕西,西安,710071
建立了基于美国海军红外传输模型的双波段单站被动测距算法.在若干相连观测时刻,远处目标被假定为具有恒定辐射强度的点源,结合美国海军模型在3.4～5 μm、8～12 μm波段上,得到了目标辐照度与探测距离的关系式.分析表明,在相邻两个探测距离上可得到四个形如lnx+bx+c=0的超越方程,通过求解即可获得相应的目标距离.给出了黄海、东中国海区的美国海军红外辐射传输模型的全部系数.最后,给出了文中算法的理论误差曲线,分析表明该测距误差小于辐照度的测量误差.
双波段 被动测距 单站 算法 美国海军模型
短波红外可以提供可见光、微光夜视、中波、长波红外所不能提供的信息.实现短波红外成像,填补微光夜视和中波红外成像之间的光谱空缺,实现在三个大气红外透射窗口的"无缝隙探测",对在红外波段全面获取目标的信息具有重要意义,可应用于夜视、侦察与监视、遥感、遥感系统、红外成像制导、光电对抗等领域.
短波红外 红外成像 无缝隙探测
