作者单位
摘要
随着红外成像技术的发展和应用,红外系统成像仿真及验证技术越来越受到重视。现有仿真模型验证方法没有考虑到人眼视觉的影响,可能导致严重后果,为了解决这一问题,提出了基于识别距离的红外系统成像仿真模型验证方法。以识别距离作为红外系统成像仿真模型的准确度评价因子,考评仿真图像与实测图像在灰度分布、信噪比、分辨率、成像大小、人眼视觉等方面的综合差异。
应用光学
2022, 43(4): 719
作者单位
摘要
1西安应用光学研究所,陕西 西安 710065
氮化硅陶瓷具备耐腐蚀、耐磨损和耐高低温冲击的优良性能,常用于高超声速飞行器的热防护材料,激光**是未来高超声速目标拦截和打击的主要技术手段。采用Nd3+:YAG固体脉冲激光器作为辐照源,热压烧结氮化硅陶瓷为靶材,中阶梯光栅光谱仪为探测器搭建实验系统,采集激光波长1 064 nm,脉宽15 ns,不同能量(50 mJ~500 mJ)作用靶材的辐射光谱。基于美国标准技术与研究院原子光谱数据库对谱线指认,利用玻尔兹曼斜线法计算得到等离子体电子温度范围为6 203 K~6 826 K,斯塔克展宽法计算等离子体电子密度范围为8.40×1015 cm−3~1.14×1016 cm−3,等离子体电子振荡频率为8.23×1011 Hz~9.58×1011 Hz,随着激光能量增加电子温度整体呈上升趋势,电子密度变化存在波动。
应用光学
2022, 43(4): 819
作者单位
摘要
华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海 200241
提出一种基于地面激光雷达(TLS)点云数据的滩涂湿地单株禾本科植物的茎叶分离算法。在对植株茎叶形态进行划分的基础上,通过对植株点云光谱反射信息(强度数据)及空间几何特征(密度、法向量、空间连通性)的发掘和充分利用,实现叶片与茎秆部分的精准分离。利用Riegl VZ-4000 TLS获取上海市崇明岛西部岸滩共计16株芦竹与芦苇的点云数据,利用所提算法进行实验分析,获得了平均总体精度和Kappa一致性系数分别为0.87和0.68的茎叶分离结果。结果表明,所提算法具有较高的精度及稳健性,可为滩涂湿地禾本科植物茎叶分离提供一种高效的方法。
遥感 点云分类 茎叶分割 滩涂湿地 禾本科植物 激光雷达 
中国激光
2022, 49(13): 1310001
作者单位
摘要
1 西安科技大学地质与环境学院, 陕西 西安 710054
3 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院, 北京 100083
4 重庆地质矿产研究院, 重庆 401120
为了研究石墨化过程中煤的分子结构有序化轨迹, 选取湖南、 陕西19个不同变形-变质程度高煤级煤为研究对象, 采用工业分析、 元素分析、 X射线衍射分析(XRD)和拉曼光谱分析(Raman)等手段, 结合分峰拟合的数学方法, 对系列样品分子结构参数(XRD结构参数, 如石墨化度、 延展度La、 堆砌度Lc及面网间距d002等; Raman参数, 如PG, P1, R1, R2等)进行了统计与计算。 研究结果表明: 煤化作用阶段H/C随变质程度增加而逐渐减小, 但在石墨化阶段以物理变化为主, 其趋势变缓或不显著; XRD参数d002, La, Lc, NLa/Lc等随变质程度呈现非线性连续(阶跃性)变化, 拐点大致对应Rm=7.0%, d002=0.338 nm, 拐点之前La, LcN变化较小(或平稳增大), 拐点之后石墨晶体结构快速形成, 微晶尺寸增大, 拼叠作用开始并逐渐增强; La/Lc变化亦反映石墨化过程由缩合作用向拼叠作用转变。 高煤级煤石墨化轨迹可按有序化增加的三阶段模型来表述, 无定形碳(无烟煤)至变无烟煤阶段, G峰位、 峰位差P1变化显著, ID1/IG在表达无序程度时不服从TK关系; 变无烟煤至半石墨阶段, 即从石墨化开始结构演化轨迹呈现不同方向, R1随着有序的增加呈现截然相反的轨迹, 部分石墨组分演化服从TK关系, R2在石墨化度为45%时呈现截然相反的轨迹; 石墨阶段温、 压作用导致微晶尺寸急剧增加(或阶跃), ID1/IG减小服从TK关系。 当不同石墨化程度的新生组分共存时, d002不足以代表样品最大的演化程度, 但其作为平均度量来标度高煤级煤石墨化过程中结构演化特征仍为较优的选择, 且(002)和(γ)峰半峰宽能较好地区分石墨化煤的变质类型, H/C, ID1/IG亦随d002演化轨迹不同, 需利用d002<0.344 0 nm, R1<2.0, H/C<0.12等综合指标判别石墨化的开始。 由此可以看出, 采用XRD和Raman光谱分析技术可以表征高煤级煤石墨化轨迹阶段性以及结构的差异性。
高煤级煤 石墨化 轨迹阶段性 High rank coal Graphitization Trajectory stage Raman XRD Raman XRD 
光谱学与光谱分析
2021, 41(8): 2491
作者单位
摘要
西安应用光学研究所,西安 710065
连续变焦镜头凸轮曲线压力升角优化设计是镜头性能的重要影响因素。结合镜头中凸轮驱动结构形式及力学理论,分析了凸轮曲线的压力升角对系统传动力矩的影响; 结合机械加工误差以及压力升角模型,提出凸轮曲线优化约束条件及优化原则; 同时借助Gauss函数的平滑特性,实现凸轮曲线沿垂直于光轴方向非均匀展宽的优化方法,抑制凸轮曲线的最大升角。结合Gauss函数寻优处理对某光学设计获得的变焦凸轮曲线进行优化,在约束条件限制下保证曲线平滑性,凸轮曲线压力升角的范围由0°~39.01°优化到15°~31.16°,最大升角降低了20.12%。结果表明,该方法能够有效地应用于凸轮变焦系统设计以提高系统的性能。
光学变焦系统 连续变焦镜头 凸轮曲线 Gauss函数 optic zoom system continuous zoom lens cam curve Gauss function 
电光与控制
2021, 28(1): 61
作者单位
摘要
西安应用光学研究所,陕西 西安 710065
以菱形负刚度机构HSLDS(high static low dynamic stiffness)隔振器(简称菱形HSLDS隔振器)为研究目标,采用虚功法建立负刚度机构等效摩擦力模型,并以拉格朗日方法建立包含负刚度机构质量及摩擦力因素的动力学方程;利用谐波平衡法(HBM)求解动力学方程,分析了负刚度机构质量及摩擦力对隔振的影响及其优化措施,并通过实物样机验证了理论模型的合理性。实验结果表明:负刚度机构质量及摩擦力对隔振均产生不利影响,应尽量减小;将负刚度机构连杆较短侧连接于载荷平台端,可以减小负刚度机构质量对较高频段隔振性能的影响;在限定隔振器刚度参数以及铰接副接触参数且同时满足刚度与摩擦力优化条件下,通过增大连杆机构杆长差的方式可以优化低频段隔振性能,并降低负刚度机构摩擦力对高频段隔振的影响。
HSLDS隔振器 菱形负刚度机构 负刚度机构质量 负刚度机构摩擦力 HSLDS vibration isolator rhombic negative stiffness mechanism negative stiffness mechanism mass negative stiffness mechanism friction 
应用光学
2021, 42(2): 207
作者单位
摘要
西安应用光学研究所,陕西 西安 710065
针对光电载荷对隔振性能的需求,提出一种采用菱形连杆机构作为负刚度组件,具有高静、低动刚度特点的非线性隔振器(简称菱形HSLDS隔振器)。采用静力学分析方法,建立了隔振器数学模型,研究了刚度参数设定以及非线性调节方法;利用谐波平衡法(HBM)求解动力学方程,分析了各参数对隔振性能的影响关系;采用动力学仿真软件ADAMS及实物样机对理论模型与结论进行了验证。测试结果表明:菱形HSLDS隔振器具有较方便的参数调整能力,零位刚度及刚度非线性可通过拉簧参数与连杆参数进行设定、优化,隔振的刚度非线性优化程度受主隔振器阻尼以及零位刚度参数影响。相比于传统线性隔振器,菱形HSLDS具有显著的非线性隔振优势,可较好地满足光电载荷隔振需求。
应用光学
2021, 42(1): 16
作者单位
摘要
西安应用光学研究所,陕西 西安 710065
红外弱小目标的目标像素少,目标对比度低,成像帧率高,图像数据量大,检测实时性强。针对红外弱小目标检测算法适合于GPU并行计算的特点,对其在嵌入式GPU平台Jetson TX2上进行了并行优化实现。在检测算法设计、内存访问、调试优化3个方面进行了优化设计。实验结果表明,对640×480像素分辨率的红外视频,并行优化后的目标检测算法能够在10 ms内完成计算,满足实时处理需求。
红外弱小目标检测 零均值高斯核 GPU infrared weak small target detection zero-mean Gaussian kernel GPU 
应用光学
2020, 41(5): 1089
作者单位
摘要
1 西安电子科技大学 物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
2 西安应用光学研究所, 陕西 西安 710065
空中目标具有高速机动、战略突防和远程精确打击等特点, 针对这类目标构建广域、高效、精准探测、连续监视技术已成为空中目标探测体系面临的新挑战。基于空中目标的天基光学探测需求, 建立了复杂环境要素综合作用飞机尾焰的光学辐射特征模型, 形成飞机尾焰-海面/云层背景-环境大气-光学系统-成像探测器等要素耦合的全数字化链路光谱辐射成像特征精确预测模型。基于实测数据推演了飞机尾焰红外多光谱本征辐射。同时, 利用FY-2G遥感数据, 反演了中国南海某海域海面温度及云顶温度分布, 建立了海云背景光谱辐射模型。在此基础上综合考虑了背景辐射、大气路径辐射和大气衰减对飞机尾焰光谱辐射的影响, 建立了在光学系统入瞳前目标上行光谱辐射特性模型, 结合光学成像系统的衍射效应, 探讨了不同谱段、云类型下地球同步轨道红外成像系统对目标的可探测性。研究表明: 大气屏蔽波段对目标的探测效能优于宽波段; 针对不同的背景选择合理的探测波段有利于目标的高效探测。
天基探测 红外成像 辐射传输 多光谱 建模仿真 space-based detection infrared imaging radiative transfer multispectrum modeling and simulation 
红外与激光工程
2020, 49(2): 0204004
作者单位
摘要
西安应用光学研究所, 陕西 西安 710065
地面小型无人侦察平台具有良好的便携性、隐蔽性、灵活性, 在军民领域有着广泛的应用前景。尤其是在室内或受损建筑物等受限制空间和环境下, 可执行地图构建、人员探测、**攻击等任务, 是一种多功能的无人作战平台。讨论了国内外地面小型无人平台的研究现状及应用情况, 对比了该领域国内外的技术水平, 分析了国内相比国外的差距。最后通过分析无人平台的应用需求、功能特点和发展趋势, 探讨了目前无人平台面临的关键技术难题和重点研究领域, 给出了地面小型无人平台的发展方向。
地面无人平台 发展趋势 关键技术 unmanned ground vehicle development tendency key technologies 
应用光学
2019, 40(6): 958

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