石墨烯对光的吸收率较低, 通过与光学谐振腔结合限制光场, 可有效提高石墨烯探测器件对入射光的吸收.以电磁场传输理论为基础, 推导了双层石墨烯光学谐振腔中的光场分布, 建立了谐振增强型光电探测器传输矩阵数理模型, 对Bernal-Stacked双层石墨烯的谐振增强型光电探测器结构参数进行数值计算, 并对探测器性能进行分析.结果表明, 设计的探测波长为1.06 μm谐振增强结构光电探测器, 双层石墨烯的光吸收率达到96.78%, 大幅提升了对微弱光信号的探测能力.

高端玻璃的内部应力精确测量关系其所在系统的安全性和可靠性。本文提出一种基于激光回馈效应的应力测量方法, 激光回馈系统由激光器和外部反射镜构成, 待测样品放置在回馈外腔中, 通过回馈光对激光器内部增益调制产生的偏振跳变现象提取双折射信息, 进而获得应力。首先, 从理论上分析了回馈系统中激光器输出的正交偏振模式相位与外腔应力双折射的关系; 接着, 通过傅里叶变换的方式得到双折射外腔激光回馈系统光强调谐曲线的相位信息; 然后, 采用标准四分之一波片对系统和算法的精度进行了测试。最后, 采用激光回馈系统对不同的飞机座舱有机玻璃样品内应力进行了测量, 并给出测量结果。实验结果表明: 该系统对应力的条纹数测量精度优于8.3×10-4, 满足高端玻璃的应力检测需求。

以目标成像点的扩散理论为基础，建立小目标在空域上的灰度特性模型，分析目标、背景和噪声的基本特性。由形态学开闭运算得到各像素位置的灰度变化值，再根据此值确定潜在目标区域。研究了各潜在目标区域的多方向多级梯度特征，实现了单帧图像的小目标检测。研究结果表明，该方法能够有效抑制不均匀背景杂波，增强目标信号，提高单帧亮暗点目标的检测能力。对于信噪比为0.89的图像，可获得34.74的信噪比增益。

光栅衍射型激光告警系统是一种基于光栅衍射效应、可实时探测来袭激光参量信息的光电对抗设备。为了获取入射激光的波长和入射角度, 以光栅衍射效应为基本原理, 采用面阵CCD进行图像采集、数字信号处理器进行图像处理, 并依据信号特点开发了目标识别算法。通过理论分析和实验验证, 设计出了一套基于面阵CCD的光栅衍射型激光告警系统的图像采集与处理系统, 实现了对激光目标的探测。结果表明,该系统可有效地识别来袭激光并准确标记, 具有良好的稳定性、实时性。

基于猫眼效应的激光主动侦察技术有效地结合了激光技术、成像传感技术和微弱目标的信息处理技术，可实现对远距离微弱目标的主动探测和识别,是光电对抗领域的一项重要技术，其中作用距离是侦察系统的主要参量之一。为了评估激光主动侦察系统的作用距离，以猫眼目标的光学窗口所反射的激光回波功率为基础，分析了影响作用距离的因素，建立了最大作用距离的数学物理模型，数值模拟了发射激光峰值功率、发射激光束散角、大气能见度、探测器灵敏度以及等效反射面离焦量对最大作用距离的影响。结果表明，通过减小发射激光束散角，提高探测器灵敏度可以有效提高系统的作用距离；为满足不同情况的天气需求，可选择不同波长的激光光源。这一结果可用于指导激光主动侦察的系统设计或者作为衡量系统性能的标准。