根据多波段探测的技术要求,设计了中长波共孔径RC光学系统,通过二次成像方式实现了探测器件冷光阑匹配,减小了内部杂散辐射、系统体积质量。共孔径系统的焦距为400 mm,在中波探测器截止频率33 lp/mm时MTF为0.45,长波探测器截止频率20 lp/mm时MTF为0.4,系统性能良好。

TIR结构可准直LED光,因此被广泛应用于LED二次光学系统设计。通过调整TIR结构的全反射面,可以实现不同小发散角的圆形照明。设计了半发散角为5°和10°的透镜并进行了仿真验证。仿真结果表明,当采用点光源或者1 mm×1 mm LED光源时,半发散角都分别能满足预期为5°和10°。此方法同样适用其他小发散角透镜的设计。

针对半导体激光器与光纤耦合效率低的问题,结合半导体激光器出射光束的特性,运用几何光学的方法对非球面透镜、柱面镜进行了理论设计,使用ZEMAX软件对透镜系统进行了仿真验证,为下一步制作透镜模块实物与实验验证工作提供了支持。

分析了衍射光学元件的温度特性,利用衍射光学元件,设计了工作波段在中波红外、全视场为5.2°的红外无热化成像光学系统。设计结果表明,该光学系统在-55 ℃~+80 ℃的温度范围内系统的MTF接近衍射极限,全视场内的MTF数值在33 lp/mm处达到0.5,像质优良。该光学系统最大直径为110 mm,总长90 mm,满足了技术指标要求。

为了改善水下微光环境下成像效果,提高水下视频的清晰度和灵敏度,设计了用于水下的微光成像光学系统。采用像增强组件增大水下监控系统的灵敏度,同时配合大相对孔径和大视场角的光学物镜及照明光源。基于反摄远结构,通过优化玻璃组合采用10片玻璃设计了一个相对孔径为1/2,水下视场角为50°的水下监控用成像物镜,经过质量评价后表明,该光学系统成像质量较好,MTF在65 lp/mm时对比度达0.5以上,各项性能指标能够满足目前水下监控的需求。

介绍了一种室温条件下新型高重频2 μm Ho: GdVO4固体激光器。首先在室温条件下利用分光光度计对Ho:GdVO4晶体的吸收光谱进行了测定,通过经典J-O理论计算得到了Ho: GdVO4晶体在2 μm附近的吸收截面；其次通过对荧光光谱的测定与计算,得到了2 μm附近的发射截面；最后通过吸收光谱信息确定了泵浦源波长,利用1 942 nm Tm光纤激光器作为泵浦源实现了在重复频率为30 kHz时平均功率为11 W的激光输出。

用COMSOL对七芯光纤的各个模场进行仿真,发现同相位超模的远场呈现准高斯分布,其发散角最小,具有最好的光束质量。并通过分析各个模式的光束质量因子M2和桶中功率PIB两个参数,再次证明同相位模式具有最好的光束质量。

数字图像以其信息量大、传输速度快、作用距离远等一系列优点成为人类获取信息的重要来源。但和所有其他的信息传输方式一样,数字图像技术也会受到噪声的干扰,在这种前提下,各种各样的去噪方法层出不穷。提出了一种新颖的图像椒盐噪声的非线性自适应统计滤除法。并通过实验数据证明了该算法简单易行,滤波效果稳定。

首先根据客户提出的要求,对小型无人机载物镜的光学指标参数进行了计算,从而得到物镜的光学设计指标,然后依据指标设计了一款焦距为52.5 mm、相对孔径为F/2、视场角为12°、奈奎斯特频率为286 lp/mm的可见光波段折射式小型无人机物镜,接收器件选用单个像元尺寸为1.75 μm的CMOS器件,采用“小像差互补理念”降低了光学系统的公差灵敏度,然后对设计结果进行了公差分析。公差分析结果表明很好的满足了光学设计指标要求。

随着小卫星技术的发展,对卫星载荷的质量体积要求日益苛刻,而功能使命却日益复杂,提出了以系统重构技术为基础,针对高功能密度、高性能的小卫星图像处理系统。设计了一种体积小、质量轻、响应速度快、功耗低、可靠性高的图像处理系统可重构平台,实现了针对不同任务阶段不同种类图像处理的快速切换,并通过冗余设计保证了系统的稳定运行,满足空间环境工作需要。

提出一种基于FPGA实现32点实序列FFT的设计方法,采用基二时间抽取算法以及并行迭代处理方案。选择Altera公司Cyclone IV系列芯片,并用Verilog HDL完成设计输入。最后通过Signal Tap 与Matlab数据对比发现,该设计可以实现对高速A/D采样数据的实时、准确处理。

根据双通道旋转变压器的工作原理,设计了一种双通道旋转变压器的解码系统。该系统以AD公司生产的AD2S80A作为基础,利用其高精度模数转换功能将旋转变压器的正余弦模拟信号转换成二进制数字信号输出,并使用CPLD对AD2S80A解码后输出的并行数据进行整合、运算与误差补偿。文中给出了双通道旋转变压器解码系统的解码原理,并根据解码原理设计了硬件构成并给出了误差补偿软件流程图,为双通道旋转变压器高精度解码系统的实现提供了一种可行方法。

对反射单元中步进电机的控制技术做了阐述,对比了自然采样法、对称规则采样法、不对称规则采样法的特点,指出不对称规则采样法的重要作用,并结合实际应用,叙述了不规则采样法步进电机控制技术的关键步骤,指出翻转点的选取和防死区设置的关键作用,最后通过反射单元的实际应用明确了不规则采样控制技术在实现快速、准确、高鲁棒性的步进电机控制中的应用价值。

分析了霾、雾、雨等典型作战环境对直升机激光制导**的影响。建立工程化的模型计算不同环境对1.06 μm激光的消光系数,从而为直升机作战仿真中,不同天气环境对激光制导的影响模型提供参考。

在传统的地面目标识别系统上,综合运用可见光和红外传感器,开发了基于多传感器信息融合的地面目标识别系统,有效地解决了在夜晚、雨雪天气和浓烟浓雾遮挡的情况下,能够获取有效的目标信息。首先,分析研究确定对可见光图像进行高斯模板均值滤波,对红外图像进行中值滤波处理。然后运动目标检测运用了帧间差分法和背景差分法结合的检测算法。并且研究了一种基于连通域重心坐标标记的算法,并成功定位了目标区域。其次,使用Haar-like矩形特征来表达车辆,对原有特征库进行扩展,添加旋转单一矩形特征来描述车底阴影区域。最后,对传统AdaBoost算法作出了改进,成功训练出可见光和红外车辆分类器。结果证明,该系统具有一定实用价值和研究意义。

对某喷气飞机尾焰红外辐射特性进行了测量,得到了8～14 μm长波波段尾焰红外辐射亮度及分布。测量结果表明,180°方向尾焰辐射亮度呈环形分布,辐射主要集中在发动机喷管出口附近,加力状态尾焰最高辐射亮度为非加力状态的2.4倍,尾焰面积为1.3倍；90°方向尾焰辐射亮度呈对称包络分布,加力状态尾焰最高辐射亮度为非加力的1.8倍,尾焰面积为2.3倍。

应用Mie氏散射理论对导弹燃气羽流中典型粒子光散射特性进行了理论分析与数值模拟,得到了消光、散射系数和散射强度分布与粒子直径的关系。结果表明,导弹燃气羽流对激光有较强的散射作用,通过理论计算散射占总消光50%以上,并计算了典型导弹燃气羽流全向散射能量分布,为相关系统设计提供了理论支撑。

针对试验中超低空飞行的高亚音速靶弹,对不同制导方式的防空导弹实施拖曳式诱饵干扰的效能进行了分析。首先在合理假设拖揽长度、供靶航路捷径等参数基础上,分析了拖曳式诱饵对舰面搜索雷达的干扰效能,并针对雷达导引、红外导引的防空导弹,分析了拖曳式诱饵的干扰作用过程及干扰能力。最后,以典型弹道实例仿真为基础,定量分析了导弹的寻的过程,给出了拖曳式诱饵试验使用意见。

将压缩感知理论引入超分辨率成像,得益于绝大多数图像普遍具有稀疏性,提出了一套基于4f系统的全相位反射式压缩编码孔径光学成像系统,采用反射式空间光调制器进行光学系统成像实验,通过MATLAB程序对该系统进行仿真,对采集到的单幅低分辨率图像进行解码重建得到高分辨率的。实验结果表明,只有在保证CCD相机与空间光调制器像元尺寸完全匹配的情况下才能得到最佳的重建效果。