通过非线性光学频率变换的方式, 1 064 nm YAG激光可获得355 nm、266 nm波长的激光。在此系统中工作的反射镜必须同时满足两个波段的高反射。根据薄膜设计理论选择合适的镀膜材料, 采用电子束离子辅助沉积工艺, 经过参数优化和反复试验, 在石英基片上制备了355 nm反射率为97.9%, 266 nm反射率为96.8%的双波段反射镜, 且在紫外波段355 nm的激光损伤阈值为1.76 J/cm2, 266 nm为1.12 J/cm2。测试结果表明, 此反射镜的各项性能满足使用要求。

在外场试验中, 远场激光光斑探测和光斑图像能量分布是试验测试难点, 针对这两个问题提出了全新的光斑探测手段和图像显示方法。通过对光斑探测技术研究, 根据不同的应用背景要求, 提出了全新的外触发同步光斑探测控制方式, 来提高对光斑图像的测量精度和激光照射器的目标指向精度。在光斑图像显示方面, 通过对光斑图像处理技术研究, 进一步提高对图像参数解算和光斑图像的三维能量分布显示能力, 为激光照射器光束质量分析提供参考。

论述了SMS(单模-多模-单模)光纤结构的多模干涉基本理论, 利用FD-BPM(有限差分光束传播法)对渐变折射率多模光纤和阶跃折射率多模光纤进行数值模拟, 将自聚焦位置、激发模式等特征进行对比, 给出渐变折射率多模光纤的优点。利用自聚焦效应, 对渐变折射率多模光纤的聚焦和发散作用进行了理论分析, 以较短的长度充当透镜的功能, 并总结了现阶段的主要应用。

紫外光非视距通信是一种新型的无线光通讯形式, 近年来受到各**强国越来越广泛的关注。详细分析了启闭键控调制(OOK)、脉冲位置调制(PPM)、差分脉冲位置调制(DPPM)和数字脉冲间隔调制(DPIM)的编码结构, 然后从带宽需求、平均发射功率、传输容量和差错性能等方面对各种调制方式进行了仿真对比。结果表明, DPIM调制比PPM具有更高的传输容量和更少的带宽需求, 并且解调对同步要求较低, 实现更简易, 并结合紫外LED阵列将作为今后实用化紫外光源的发展趋势, DPIM调制在未来紫外光通信系统的应用中将具有更大的优势。

传统分水岭变换图像分割方法容易造成过度分割, 不利于后期的图像分析与处理。采用一种分水岭变换结合区域特征合并的方法, 首先将原始图像进行形态学变换, 获取梯度图像; 再进行分水岭变换, 并将运算后的结果进行基于区域纹理、灰度一致性及区域平滑性等特征的区域合并; 最终获取分割结果。实验结果表明, 与传统分水岭变换方法相比, 该方法能够有效降低因噪声、明暗纹理产生的过分割现象, 方法可行、有效。

设计一种以DSP为核心, FPGA协助数据采集、传输的图像处理平台。DSP运行复杂图像处理算法, 通过EMIF接口和FPGA进行高速数据传输。FPGA对EMIF接口进行扩展, 将图像传感器、SDRAM存储器、USB接口等统一到EMIF接口, 提高系统的集成度和灵活性, 实现DSP与FPGA、外设之间数据准确、高效、可靠的传输。实验表明, 该系统满足实时性设计需求, 易于扩展和升级, 具备较强的通用性。

针对遥感高分辨率光谱图像的特点, 提出了一种将纹理信息与光谱信息相结合的分类算法。对传统的局部二值模式纹理提取方法(LBPV)进行改进, 并应用到高分辨率图像的土地覆盖分类中。结果表明, 加入LBPV纹理特征的分类算法具有很好的空间连续性以及较高的分类精度。

描述了嵌入式系统串行通信接收处理的可靠设计方法。方法借用ISO模型的分层概念。通过定义广义帧格式建立了一种模块化编程架构, 并依此提出了三种循环截断方法和新的环形缓冲参数构建方式, 增强了环行缓冲的闭环可靠性, 采用了定时及逻辑监控的办法抑制了通信过程中出现的意外故障, 增强了容错特性。构建的软件具有更好的适应性, 移植、维护及测试简单。

针对电子设备的测试需求、系统开放性和可扩展的要求, 开发了一种基于PXI 总线的自动测试系统。详细说明了此系统的硬件构成和软件设计方法。该系统以PXI 内嵌主控计算机为核心, 以LabVIEW 软件为开发环境, 并综合运用标准接口和总线技术来实现系统的综合设计。系统具有良好的人机交互界面, 在使用过程中运行稳定可靠、测试效率高、使用维护方便。

从PCB、接地、屏蔽、滤波等几方面介绍了电子设备抑制电场辐射发射的设计措施, 就可能导致电场辐射发射试验超标的情况进行了说明。结合工程案例, 对试验过程中的辐射超标问题进行理论分析, 详述了改进设计中使用的铁氧体磁环的滤波原理, 提出了如何根据试验数据选择合适铁氧体的设计方法, 并结合试验证明所进行的理论分析合理, 所采取的设计措施有效。

该设计将衍射透镜引入到卡塞格林红外光学系统中。设计结果表明, 衍射透镜的引入增大了卡塞格林光学系统的视场和相对孔径, 改善了成像质量; 同时也降低了加工工艺的要求, 大大节约了成本。

某伺服系统通过光电轴角编码器、CPU板、I/O接口板、串口板协同工作实现系统位置闭环控制和速度闭环控制。当光电轴角编码器信道内任一部分出现故障时, 整个系统将陷入瘫痪。结合工作, 设计了一款检测设备, 可实现对故障点的快速定位。该检测设备对调试工作有指导意义, 特别是当伺服系统在野外环境工作出现故障时, 能够快速定位、快速解决, 具有很强的实用性。

介绍了人体表面的低温现象与低温治疗的控制平台。该控制平台以MSP430微处理器为控制核心, 以上位机及TFT触摸液晶屏作为操作显示界面, 以基于蚁群算法的变参数预测PID作为核心算法, 该算法通过将神经网络作为预测模型, 利用蚁群算法的全局寻优能力在线优化PID的控制参数,实时监控人体的温度。实验结果表明, 系统经该算法处理后, 单位阶跃响应的超调量和调控时间大幅减少, 动态和稳定性得到了大幅改善, 能准确而迅速地将人体表面温度值稳定在要求范围之内。

针对Z扫描实验系统数据量大、稳定性要求高以及数据处理的实际需要, 设计了一种基于LabVIEW和MATLAB混合编程的全自动激光Z-scan测量系统, 用以表征样品非线性光学特性。运用LabVIEW2012开发平台, 实现对实验系统测量的全自动控制, 通过在LabVIEW环境中的MATLAB Script节点直接调用MATLAB数值分析程序, 实现对实验数据的自动拟合, 从而直接得到非线性光学系数。通过标准样品CS2的定标测试, 测得三阶非线性折射率系数与已报道数据相符, 且测量过程迅速。实验表明, 该系统利用LabVIEW和MATLAB软件的优势互补, 简化了繁琐的手动操作, 成功实现了Z-scan系统的自动测量和数据处理的整合, 提高了测量的准确性和效率。

传统的光子多普勒测速系统中, 速度信息的获得都采用离线处理, 处理周期长, 导致该传感系统不能实时应用。从光子多普勒速度测量系统的原理出发, 结合LabVIEW的图形化语言设计和Matlab强大的数值处理能力, 以数据采集卡和PC机为采集和处理平台, 提出并设计了一种信号采集和处理系统, 实现了测速信号的实时数据采集、在线处理和显示。

采用Twyman光路结构和LED为光源进行白光干涉三维测量, 对干涉图像及元件面型的重构算法进行了仿真研究。使用Matlab软件, 选取了两种面型结构函数, 仿真得出重构的面型, 选取5个参考点进行了对比。研究结果表明, 白光干涉测量具有高精度、测量时间短、相对误差小于0.5%。

座圈是履带车辆上的一个关键件, 根据接触动力学理论, 对座圈子系统的动态响应进行了分析研究。首先结合有限元和多体动力学分析技术, 创建面向柔性下座圈的整车刚柔混合模型。考虑座圈子系统中座圈与滚珠的动态接触关系, 采用边界盒法搜索上座圈—滚珠—下座圈之间的接触状态, 由Hertz接触理论建立非线性弹簧阻尼模型计算接触力。然后以典型工况下座圈动态响应分析为例, 对整车样机进行接触动力学仿真分析, 获得了柔性下座圈的应力分布及变化情况。

环境温度变化导致红外光学系统成像质量变差, 利用光学材料热特性之间存在的差异, 研究了一种光学温度补偿红外长波远摄型物镜设计方法。首先, 根据远摄物镜基本结构及远摄比建立含参方程; 其次, 结合不同材料组合及消热差和消色差方程将前组复杂化, 获得初始的光焦度分配。最后, 利用ZEMAX光学设计软件进行优化、像差校正, 设计实例焦距为100 mm, F数为2.0, 远摄比达到0.8, 全视场角6°。设计结果在-40 ℃~60 ℃ 范围内, 成像质量稳定, 焦距变化量小于系统最小焦深, 成像质量接近衍射极限。

通过迷宫密封泄漏量的计算, 阐述了影响泄漏量的因素。分别对三种特性因素: 密封齿形、节流间隙和节流口数进行分析。结果表明, 圆形齿产生的泄漏量较大, 尽量避免使用; 节流间隙与泄漏量呈线性关系, 取较小值密封效果较好; 节流口数越多, 泄漏量越小, 但是随着节流口数增多, 节流效果增加越不明显, 并且经济成本较高, 设计时需合理选用节流口数。试验也验证了光电转台迷宫密封满足工程应用要求。

描述了一种成像型红外系统对空间点目标探测距离的内场测试方法, 介绍了以灰度描述的点目标图像的信噪比定义、空间点目标及背景的辐射特点、目标检索算法以及照度等效原理, 详细描述了测试设备的搭建方法和各项参数的选取原则, 并给出了相关参数的计算实例。