太赫兹时域频谱技术(terahertz time-domain spectroscopy, THz-TDS)是近年发展起来的一项新技术, 它可同时获取太赫兹脉冲与物质相互作用的电场强度和位相信息的。对被测样品的透射或反射太赫兹波信号进行傅里叶变换, 能够精确地表征样品随太赫兹频率变化的光学、电学和介电特性。概述了利用光电导天线、光整流、空气等离子体等方式产生太赫兹波, 以及利用光电导天线、电光取样、空气等离子体等探测太赫兹波的方法。阐述了THz-TDS系统的原理、组成和特点, 以及THz-TDS技术在各领域的应用。最后对THz-TDS技术的未来发展趋势进行了展望。

光纤倒像器生产过程中容易产生鸡丝、斑点等缺陷, 检测时如何自动识别一直是研究重点。提出一种阈值分割方法, 对检测时采集的光纤倒像器图像先平滑滤波得到平均亮度图像, 再用采集的原始图像减去平均亮度图像, 对二者的差图像设定阈值进行二值化处理, 实现缺陷的自动分割。实验中使用典型的鸡丝、斑点缺陷图像, 验证了上述算法的有效性, 表明该方法能满足光纤倒像器的检测需求。

报道了一种用于双波长调制的二极管泵浦Q开关Nd: YAG-KGW拉曼激光器。该激光器采用分段侧面泵浦的结构, 使用传导冷却+风冷的散热方式, 具有小型化潜力。输出波长可通过电光开关在1 159 nm和1 177 nm之间切换, 并实现了在时间/光谱二维域调制的一阶斯托克斯脉冲输出。拉曼输出脉冲1 177nm和1 159 nm的能量分别为114 mJ和98 mJ, 对应Diode-Stokes总的光-光效率分别为15.3%和13.2%。

通过1 064 nm激光泵浦KTP晶体光参量振荡(OPO)技术获得了高峰值功率2.7 μm波段激光输出, 对实验结果开展了详细的分析。泵浦源为电光调Q Nd:YAG激光器, 光参量振荡器谐振腔采用单谐振结构, 将两块相同的KTP晶体光轴相向放置以补偿走离效应, KTP晶体按?=0°, θ=62°切割以获得波长2.7 μm波段激光输出, 采用Ⅱ(B)类相位匹配(o→o+e)以利用较大的非线性系数。在泵浦能量为89 mJ, 脉宽10 ns的条件下, 获得脉冲能量7.5 mJ, 波长2.67 μm, 脉宽8.5 ns的激光输出。

开展了可见光CCD对脉宽为100 fs的808 nm高重频、低重频激光与808 nm连续激光的线性响应对比实验。实验结果表明, 当CCD处于线性响应范围时, CCD对脉宽为100 fs的激光与连续激光的能量响应率之比均接近1, 说明响应特性无差别。同时由CCD原理可知, 响应输出与积分时间内接收到的激光能量成正比, 说明CCD的能量响应率与脉冲宽度、激光重复频率无关。

采用重频1 kHz, 脉宽分别为30 ps、100 ns以及4 ns(皮秒脉冲串, 单脉宽30 ps)的532 nm激光辐照面阵CCD器件, 观察到了CCD从线性响应到像元饱和、饱和串扰直至损伤的全过程, 获得了激光辐照CCD的饱和阈值和破坏阈值。实验表明, 皮秒脉冲串激光干扰效果明显优于普通皮秒激光, 获得相同干扰效果时, 皮秒脉冲串激光所需的功率密度要低1~2数量级。

依据液晶相控阵波控方式的基本原理, 对影响液晶相控阵扫描精度的因素进行分析, 针对三种典型的影响因素进行了理论仿真分析, 并通过实验测量液晶相控偏转精度, 能够优于2 μrad量级。

激光测向技术是利用光电探测器接收激光信号, 根据探测器光敏面对目标像光斑中心位置的偏差, 解算出角度偏差量, 进而得到目标的方位信息。激光测向技术具有测向范围大、电路设计灵活、测向精度高等特点, 因而得到广泛的应用。光电探测器件是激光测向技术的核心器件, 介绍了三种主要的探测器件, 论述了它们的工作原理和特点, 通过比较得出QD具有更多优点, 是较为理想的精密测向器件, 更适合于高精度动态目标的跟踪测量。

阐述了利用激光回波信号进行目标检测的理论依据, 讨论了对激光回波信号的光谱、偏振、位置、运动、振动特征的提取的原理, 最后分析总结了利用回波信号强度、脉冲宽度、回波信号追踪、模板匹配、特征向量提取以及模糊聚类等对激光回波信号进行目标识别的方法。

红外成像系统强光干扰的仿真与评估, 已成为光电对抗领域内一个重要课题。研究强光对红外图像中目标识别的干扰能力,对红外图像进行研究与分析, 实现特定目标与场景的合成仿真。所研究对象是红外图像, 通过目标与场景的融合仿真、背景抑制、目标提取等过程, 研究目标与强光光斑相对距离不同时目标检测性能的变化情况, 并提供部分实验结果及结果分析。

在室温条件下, 利用激光二极管双端抽运Tm:YLF板条激光器方案实现了1 908 nm的激光输出, 选择合适的泵浦光斑尺寸, 当晶体温度控制在18 ℃, 获得的最大连续输出功率为60.1 W, 斜率效率为39.8%, 通过采用VBG配合0.3 mm F-P的方法实现了波长的精细控制, 半峰值宽度约为0.14 nm。

分析了多光谱成像侦察设备干扰效果评估因素。依据多光谱成像侦察设备不同通道在同一像素的灰度值构成的光谱特征曲线的相关度, 计算对目标的识别概率。依据干扰后与干扰前多通道光谱成像设备对目标的识别概率之比, 提出一种对多光谱成像侦察设备的干扰效果评估准则, 可用于评价对多光谱成像侦察设备的干扰效果。

激光电离空气的研究在各个领域具有重要的意义, 其电离过程是一个包括多光子电离和串级电离两个过程在内的多元过程。通过实验研究发现, 当Nimma-600激光器的驱动电压为880 V, 等离子体区域的面积在激光脉冲产生后约20 ns时达到最大, 等离子体从产生到消逝得持续时间大约为16 μs。

研究了Duffing型电路的非线性特性。介绍了能够产生非线性现象的实验电路。依据Kirchhoff电路原理, 得到Duffing型电路方程的一般表示式。进一步通过编制MATLAB程序对Duffing型电路方程进行模拟仿真。模拟结果显示, Duffing型电路系统能够呈现丰富的动力学行为, 并且模拟结果与实验结果一致。

提出一种基于通用生成函数(μ函数)结构可靠性分析新方法, 其基本思路是以离散信号处理的[z]变换为理论基础, 将随机变量转换成描述其不确定性分布的μ函数模型, 利用μ函数的良好特性和μ函数结构逻辑关系算法, 将输入不确定性传递到输出不确定性, 根据μ函数可靠性指标, 完成可靠性分析, 为改进设计提供依据。文中着重解决了随机变量μ函数模型建立以及功能函数的代数运算在μ函数中如何计算问题。与Monte-Carlo方法相比, 基于[z]变换的思想将离散实数域中的问题转换到类似离散复数域中进行求解, 然后在类似离散复数域进行可靠性分析。文中算例对所提方法的高效性和可行性进行了验证。

微机械石英音叉陀螺作为车载稳向系统中速度反馈元件, 其输出噪声和随机漂移直接影响到了最终的稳向精度。针对此种问题, 提出了对陀螺噪声采用自适应前向预测滤波的方法来进行消除, 并根据光栅的角度值与初始稳向角度值的误差来设置一个递增或递减的变量引入到速度闭环系统中。通过实际测试证明, 采用此方法可以将稳向精度提高到[±7.2]之内, 从而验证了方法的有效性。

随着人们对光学仪器分辨率的不懈追求, 出现了超分辨这一概念。文中主要研究介绍了显微镜和投影光刻系统中的几种光学超分辨技术, 并比较了两类系统超分辨技术的不同和联系, 对光学超分辨技术进行总结。