光子学报
2023, 52(10): 1052420
红外与激光工程
2022, 51(5): 20210342
1 西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西 西安 710048
2 西安理工大学工程训练中心，陕西 西安 710048
水下目标探测在水下事故搜救、设备维护以及资源勘探等领域有重要的应用。通过实验模拟了两种典型海域的水体环境，研究了盐度和浊度这两个水体物理特性参数以及探测距离对水下潜艇、滑翔机和锚雷的激光点云三维重建效果的影响，并将重建后的三维点云数据和三种模型的标准点云进行对比并分析误差。结果表明：盐度变化对水下目标三维点云重建的影响较小，平均误差变化范围在1 mm以内；浊度增大会增强水体的后向散射影响，对成像有较大的干扰，有效点数显著减少；随着探测距离的增大，均值误差呈线性上升，目标点云图像的轮廓变得模糊。
图像处理 水下探测 真实水体模拟 三维点云重建 误差分析
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林长春 130023
本文介绍了一种基于光电倍增管的锁相放大光电探测系统, 并定量地对系统中光电倍增管、放大电路、高压电源的噪声特性进行研究, 发现高压电源的纹波对系统噪声的影响很大。实验利用三台不同纹波的高压电源测试系统噪声, 发现在无光条件下, 系统噪声以光电倍增管暗噪声为主, 高压纹波噪声近似线性地耦合进系统噪声中;在有光条件下, 系统噪声以阳极电流散粒噪声为主, 高压纹波贡献的噪声既随光电流增大而增大也与高压纹波正相关。基于以上研究, 分析了高压电源的传递函数并优化反馈系数, 设计了高稳定低纹波高压电源, 高压纹波小于 5 mV。系统整机信噪比测试表明, 使用自研高压可显著提升系统信噪比, 相比较于其他高压电源(纹波 15 mV, 50 mV), 最大信号下分别提升了 38%和 125%。
光电倍增管 噪声 高压电源 纹波 信噪比 photomultiplier tube noise high voltage power supply ripple wave signal noise ratio 光学 精密工程
2020, 28(12): 2674
1 脉冲功率激光技术国家重点实验室, 安徽 合肥 230037
2 电子制约技术安徽省重点实验室, 安徽 合肥 230037
人工制备的几种生物材料生产成本低、密度小、形态可控、安全环保, 在可见光和红外等波段具有较好的消光能力, 可作为一种新型消光材料, 弥补无机消光材料的不足。针对当前军、民用领域对新型生物消光材料的需求, 将生物消光材料中的絮状生物颗粒等效为子弹玫瑰花型粒子, 根据牛顿第二定律和梯度-输运理论, 建立生物消光材料沉降模型和扩散模型, 并讨论絮状生物颗粒结构和风速、大气稳定度对生物消光材料空气动力学特性的影响。结果表明: 分枝数目、长度、半径决定絮状生物颗粒结构; 在某种特定条件下, 絮状生物颗粒沉降速度较等体积球颗粒沉降速度降低了50％; 烟团遮蔽面积可达20 m2以上。模型的构建将为生物消光材料发展及实际应用提供理论基础。
生物消光材料 絮状结构 沉降特性 扩散特性 沉降速度 遮蔽面积 biological extinction material flocculent structure sedimentation characteristics diffusion characteristics settling rate covering area 红外与激光工程
2018, 47(2): 0204005
1 脉冲功率激光技术国家重点实验室, 安徽 合肥 230037
2 电子制约技术安徽省重点实验室, 安徽 合肥 230037
为研究多态生物颗粒对目标探测等电磁设备的影响, 将制备出的絮状生物颗粒等效为子弹玫瑰花型粒子, 构建不同分枝数目和分枝长度的生物颗粒, 采用离散偶极子近似法计算生物颗粒消光效率因子。结果表明: 生物颗粒结构对宽波段消光性能存在较大影响。远红外波段, 生物颗粒消光性能与分枝数目和分枝长度成正相关; 毫米波段, 生物颗粒消光性能与颗粒分枝长度成正相关, 与分枝数目关系很小。在研究消光效率因子与分枝数目和分枝长度关系的基础上, 构建了生物颗粒远红外波段平均消光效率因子模型。模型的构建将为生物颗粒宽波段消光性能研究以及形态控制提供参考。
生物颗粒 消光效率因子 宽波段 消光性能 离散偶极子近似 biological particles extinction efficiency factor broadband extinction performance discrete dipole approximation 红外与激光工程
2018, 47(3): 0321002
1 脉冲功率激光技术国家重点实验室（电子工程学院）, 安徽 合肥 230037
2 电子制约技术安徽省重点实验室, 安徽 合肥 230037
对制备的三种消光材料真菌An0429孢子, 真菌Bb0919孢子以及真菌Cx0507孢子的红外波段消光性能进行了测试分析。 静态测试采用压片法得到三种生物材料的镜面反射光谱, 然后根据Krames-Kronig(K-K)关系对三种生物材料红外波段的复折射率进行了计算。 由Mie理论计算得到三种生物材料红外波段的静态质量消光系数, 并与几种无机非金属材料进行了对比。 搭建烟幕箱实验平台, 对三种生物材料3~5 μm波段动态质量消光系数进行了测试分析, 得到三种消光材料的动态质量消光系数分别为1.257, 1.065以及1.009 m2·g-1。 测试分析结果表明, 三种生物材料的红外波段消光性能优于常见的无机材料, 其生产周期短, 生产成本低, 生产过程无毒, 对环境友好等优点, 使得生物消光材料具有较好的应用前景。
生物材料 红外波段 复折射率 质量消光系数 Biological materials Infrared band Complex reflective index Mass extinction coefficient 光谱学与光谱分析
2017, 37(11): 3430
1 复旦大学电光源研究所先进照明技术教育部工程研究中心， 上海 200433
2 中国舰船研究设计中心， 湖北 武汉 430064
为了验证小尺寸光源的不舒适眩光评估模型对LED的适用性，使用两种色温的白光LED产生不舒适眩光，在4种眩光源亮度和4种观察角度下进行实验，并在每种条件下进行deBoer评分。实验结果表明，白光LED的偏心角增大，会增加亮度对比度；白光LED的亮度越大，偏心角越小，则deBoer评分越高，即产生更多的不舒适眩光。对小尺寸光源模型UGRsmall以及位置系数修正模型UGRS1和UGRS2进行实验验证，结果表明模型计算值与主观实验不舒适眩光评分的相关性较高。将UGRS2模型增加优化系数并进行优化得到模型UGRSa，将偏心角加入模型UGRsmall并修正后得到UGRSk，UGRSa和UGRSk均具有更好的性能。
视觉光学 不舒适眩光评估模型 验证和优化
1 脉冲功率激光技术国家重点实验室(电子工程学院), 安徽 合肥 230037
2 电子制约技术安徽省重点实验室, 安徽 合肥 230037
生物材料具有形态丰富、粒径分布广、培养周期短、质量密度低等特点, 研究其性能特点对发展新型消光材料具有重要意义。针对生物消光材料在实际应用中的扩散特性, 根据莱赫特曼扩散理论, 建立了生物消光材料扩散模型,然后对典型自然环境下的生物材料扩散进行了模拟仿真, 并定量讨论了风速、地面粗糙度等因素对生物材料扩散的影响。结果表明, 受风速以及地面粗糙度等原因的影响, 参考点高度的生物材料浓度的最大值不断减小, 其空间位置也随着时间的变化不断移动。风速越大, 地面粗糙度越高, 生物消光材料扩散速率越大。
生物材料 扩散特性 地面粗糙度 风速 biological material diffusion characteristics surface roughness wind speed 红外与激光工程
2017, 46(6): 0621001
