随着大功率掺铥光纤激光器(TDFL)的广泛应用及其相关技术的迅速发展, 多芯TDFL受到了广大研究者的广泛关注, 其中有效的包层泵浦技术是实现多芯TDFL高功率输出的决定因素。TDFL通常采用波长为793 nm的激光进行泵浦, 通过不断优化工作在793 nm波长的双包层光纤的结构, 对其中传输的高斯光束进行整形, 当纤芯尺寸为6 μm, 环尺寸为6.5 μm且内包层折射率为1.462 4时, 最终获得了合适暗斑尺寸和环状光束宽度的中空光束。利用所设计的双包层光纤泵浦多芯TDFL, 可使多芯光纤内掺杂的铥离子更好的吸收泵浦光, 提高工作于2 μm波段多芯TDFL的输出激光功率和泵浦效率。

研究了不同驱动电流和光强分布条件下, 圆顶形、椭球形以及圆锥形远程荧光粉的发光性能。实验采用蓝光LED激发YAG: Ce3+荧光粉产生白光, 并通过恒流源和TEC控温热沉分别控制LED驱动电流和热沉温度, 通过对三种不同形状远程封装的荧光粉的光、色指数等进行对比, 发现椭球状样品的综合光学特性最佳, 光通量最高。同时, 三种远程荧光粉分别进行了不同电流下的Yellow-blue Ratio (YBR) 空间分布测试, 结果显示, 圆顶形样品的YBR空间分布均匀性最好, 且在不同电流下ACCTD及ACU值在三种样品中最优。相比大角度, 三种样品在0°附近测量的YBR的值都有不同程度的下降, 原因是芯片法线方向的荧光粉离光源较远, 且光通过荧光粉的光程较短, 因此激发效果与大角度出光时有差别。光源的封装形状以及荧光粉形状都成为影响光分布的重要因素, 因此通过改变远程荧光粉的封装方式, 优化出射光线路径, 可以起到改善远程荧光粉发光性能的重要作用, 对完善大功率白光LED光学特性的研究具有较好的参考价值。

采用结合双温模型的分子动力学的方法, 数值模拟了脉宽100 fs, 能量密度为40~200 mJ/cm2的飞秒激光与CuZr非晶合金的相互作用过程。低能量密度下, 靶材的烧蚀机制主要表现为机械破碎; 高能量密度下, 热机械蚀除和相爆炸共同存在于靶材的烧蚀过程, 随着能量密度的增加, 相爆炸成为主要蚀除机制。利用径向分布函数分析了CuZr非晶合金结构的无序性, 分析结果表明, 激光能量密度由80 mJ/cm2增加到120 mJ/cm2时, 飞秒激光与靶材相互作用过程中, 材料内部的原子保持着无序状态, 材料未发生明显晶化。

设计一种偏振不敏感、制作简单的一维双频吸收器, 该吸收器一个周期阵列中采用垂直方向上级联四对金属介质层。仿真结果显示, 可以实现偏振不敏感的双频吸收, 其吸收原理是根据磁激元共振对TM偏振波吸收和波导模式共振对TE偏振波吸收, 通过LC等效电路和本征方程来预测结构参数, 以及对电磁场分布进行分析来进一步了解吸收器的吸波原理。更重要的是, 一维偏振不敏感结构的吸收器对TM、TE偏振波的吸收是独立的, 且临近的金属-介质之间的距离对波的吸收影响很小, 这样使设计更加自由、灵活, 制作更加简单, 灵活性高, 覆盖的电磁波范围增大, 可以延伸到微波频段和太赫兹频段。这样的一维偏振不敏感双频吸收器的研究对以后实现一维偏振不敏感宽带吸收器有很大的意义,它将会应用到很多设备当中去。

提出一种机载成像系统目标被动定位算法, 应用机载成像设备, 实现对图像中目标的精确定位。首先, 根据镜头设计参数, 计算得到理想小孔成像模型下图像中目标点坐标信息, 并根据图像视场和分辨率, 计算得到目标在成像系统坐标系下空间信息; 其次, 根据成像系统安装位置信息和载机姿态信息, 计算得到目标在惯导坐标系下空间位置信息; 最后, 根据载机经纬度和高度信息, 计算得到目标实际位置信息。通过对采集到的实验数据进行分析, 结果表明, 文中方法具有较高的定位精度和处理效率。

随着红外探测器和图像处理技术的发展, 红外图像的分辨率和帧频越来越高, 红外图像的传输带宽越来越高。为了满足红外探测设备图像采集的需要, 设计了基于TI公司的DSP和Xilinx公司低成本FPGA开发的图像采集模块, FPGA通过HPI接口实现对DSP内存的访问, DSP通过EMAC接口配置管理以太网芯片, 实现千兆以太网传输功能。该模块具有高带宽、低成本、易于实现等特点, 满足当前红外探测设备图像采集的带宽要求。

论述了基于MPC8377+JEM971A以太网接口部分电路设计, 对该设计在应用中出现的信号传输速度慢的问题进行了测试和分析, 逐步查找分析故障原因, 对使用中的元器件进行应用测试分析; 对硬件电路输出输入可能引起的故障进行测试; 利用编写软件进行试验分析; 通过对比的手段分析测试印制板走线, 逐步排除故障, 找出了问题的原因和解决方法, 得出正确的设计结论, 为设计人员提供了有应用价值的设计建议。

由于海水不同水域对激光信号的传输特性的影响不同, 根据不同海域海水水质参数, 分析蓝绿激光在海水光学信道中的衰减特性, 研究波长为530 nm激光时不同杂质浓度海水与信道衰减特性关系。利用蒙特卡洛方法模拟波长为530 nm激光在海水信道中的传输过程, 得到了不同杂质浓度对接收机接收功率影响的仿真图。同时利用高斯函数对仿真结果进行曲线拟合, 得到海水杂质浓度与接收机接收功率的关系模型, 从而可快速得到不同海水水质下, 任意接收位置的接收光功率, 以及不同浓度海水的衰减系数, 为以后水下激光通信接收系统的设计提供理论依据。

针对QR码数字水印的鲁棒性和不可感知性的平衡问题, 提出一种基于Tetrolet变换和奇异值分解(SVD)的数字水印技术。首先, 利用Tetrolet变换将QR码图像的能量信息集中于Tetrolet系数中, 再对该系数进行SVD分解, 最后将置乱加密的水印图像嵌入奇异值矩阵中, 完成水印的嵌入。仿真实验结果表明, 该方法可以有效抵抗高斯、椒盐、乘积等多种噪声攻击和旋转、剪切、平移等几何攻击。该算法能在图像不失真的前提下, 有效提高水印的抗噪声和抗几何攻击的能力, 实现数字水印系统不可感知性和鲁棒性的平衡, 具有较强的实用性。

植株的图像提取是进行植株位置判定的基础, 是图像分割的范畴。图像的色彩信息是不容忽视的一方面, 基于此提出了一种基于色彩的区域分割方法。由于植株的绿色成分较大, 故可采用最大分量提取的方法实现对图片中植株部分的分割, 此种方法计算量很小, 只需按像素操作即可。另外其中提出的非彩色部分剔除方法能够较好的分离出建筑物和植物, 使得分割出的图像更为准确。自适应阈值二值化计算方法可以根据图像自身的亮度值进行实时计算, 能够较好的适应不同光照条件下图片的二值化处理。经过实例验证, 此方法具有一定的有效性和合理性。

提出一种基于分步法控制纵向视场角的改进方法, 可以快速实现LED横纵向小视场角矩形均匀照明。通过设计三个轮廓线可以快速构造三个光学曲面, 基于光学曲面构造折射透镜和紧邻的反射器组成光学系统。系统仿真结果表明, 当光源距透镜内曲面尺寸与光源尺寸的比值大于6时, 光束横向视场角不超过1°, 纵向视场角不超过2.6°, 且照明均匀性大于0.75。该方法为具有小视场角矩形均匀照明要求的光学系统提供了一种有效途径。

以红外成像空空导弹为仿真对象, 采用BOM(基本对象模型)开发标准设计红外成像导引的层次化结构模型, 介绍了系统组成, 阐述了基于最大距离法的图像分割算法和综合评价目标的识别算法, 研究了形心和相关跟踪算法的应用条件和工作过程, 依据给定的评估准则建立了基于BOM的红外成像导引算法仿真评估系统, 为抗干扰导引算法评估提供了平台。

介绍了一种利用PSD器件实现观瞄系统光轴平行性的原位检测方法, 对大轴间距光路采用折转光路设计进行压缩, 减小了测试系统外形尺寸, 提高了系统机械稳定性; 对光斑重心位置的测量采用了高精度位置传感器PSD, 简化系统结构, 提高了测量精度。

研究了具有拓扑切换特性的光学双稳态离散型不确定网络与目标信号之间的投影同步问题。将具有拓扑切换特性的离散型网络进行适当的分离配置, 并采用主动控制法设计了合适的控制器。进一步构造一个特殊的Lyapunov函数使网络在短时间内达到同步, 并获得了参数识别的更新规则。最后, 进行数值仿真验证了所设计的控制器的有效性。

将非时变网络外同步的研究拓展到时变网络的情况, 研究了光学时变网络的参数识别及其外同步问题。基于Lyapunov定理和Lipschitz条件获得了反馈强度以及耦合矩阵元的自适应律。声光混合型光学双稳态混沌系统被作为模拟实例, 模拟结果验证了理论分析的正确性。

激光在大气传输中, 受湍流、热晕和消光等的影响, 远场功率密度分布相对于激光器出口有较大变化, 精确测量远场激光光斑能量、光束质量和质心漂移等重要参数, 对于分析激光的大气传输效应具有重要意义。重点讨论了探测器点阵法激光远场特性测量技术中测量误差的组成与产生原因, 定量分析了误差的大小, 并提出了减小测量误差的有效方法, 为进一步探索激光与大气介质相互作用规律提供依据。

简要概括了无源干扰中的烟幕干扰、以及烟幕的基本知识, 分析烟幕的产生、干扰原理, 详细介绍了烟幕粒子尺寸分布函数, 以及烟幕消光的比尔-朗伯定律。针对[1.06 μm]和[10.6 μm]波长的激光, 分析了石墨粒子对其消光特性, 仿真显示, 在粒子半径变化时, 质量消光系数的变化规律, 以及由石墨粒子及铜粉粒子组成的烟幕的透过率与烟幕厚度、烟幕浓度的变化规律。