研制出了一种能在外场使用的哈特曼物镜,该物镜口径为300 mm,焦距800 mm,视场为-1～1 mrad,在0.532 nm、0.632 8 nm、1.064 nm三种波长(λ)下工作,主波长为0.6328 nm.该系统光学材料全部采用德国进口Schott熔石英玻璃,物镜是高次非球面,用WYKO干涉仪检测,检测结果表明物镜波面误差PV值为λ/12,均方根值RMS优于λ/100.

红外导引头成像光斑测试仪系统的球差对成像光斑质量有很大的影响,降低了光斑的能量集中度.通过对球差因素影响的研究,构造的调焦评价函数能更精确地分辨最佳像面,从而通过自动聚焦寻找最佳像面位置,是测试仪评价其光学系统质量的一个重要环节.

提出了一种改良雪崩晶体管大幅度超快速脉冲形成电路性能的方法--传输线负载法.其实质是在传统电路基础上引入传输线微元,并结合阻抗匹配以及信号反射等相关理论,达到大幅度改善后沿特性的目的.通过传统电容负载法与新的传输线负载法的理论分析、仿真计算与实验结果比较表明,传输线负载法可以在保持优良前沿特性的同时,弥补现有电容负载法的不足,大幅改善脉冲后沿特性,并实现脉冲宽度的步进可控.该方法的提出,对于激光脉冲以及高速转镜式相机同步传感等研究有参考意义.

共焦显微镜扫描工作台动态模型是研究控制系统的重要依据,它直接影响工作台的重复定位精度.提出了将机械部分和电气部分分开建模的方法,建立了系统数学模型,该方法具有较好的可移植性,建模过程简单,有利于分析系统各环节对系统控制性能的影响.在MATLAB/Simulink下进行仿真,2 s内系统达到了稳定状态,证明了系统具有很好的动态特性,满足控制的要求.

利用《航海天文历》查表的方法来获得罗经差的计算过程比较复杂.基于C++Builder语言编程,根据观测太阳测定罗经差的计算公式,提出了一种新型的天测罗经差算法.以某舰实测数据为基础,进行计算机仿真,结果表明该方法克服了传统的查表法计算繁琐、不能满足实时定位的缺点,提高了计算效率和计算精度,具有一定的可行性.

半导体激光器和线阵CCD是进行准直测量的关键部件,半导体激光束的漂移是影响测量精度的一个因素.采用双激光束合并补偿和平面镜反射方法,缩短了激光束在空气中的传播途径,降低了空气扰动对激光漂移的影响,使得激光准直仪精度提高50%.

以激光二极管端面抽运固体激光器为研究对象,通过实验研究了离轴抽运条件下,离轴量的大小对Nd:YAG激光器的振荡光阈值、振荡模式、光束质量以及激光器的斜效率的影响,分析了在同一抽运位置改变LD电流时输出光位置及模式的变化情况.实验结果表明,当抽运光离轴量增大时,斜效率增大,但输出光依次出现从低阶模到高阶模的变化,激光器的振荡阈值升高,光束质量变差;在同一抽运位置增大LD电流时,输出光从高阶模向低阶模转化,光斑中心向此时的抽运中心轴靠拢.

针对板状Nd:YLF激光介质,在高斯光束抽运情况下,用ANSYS有限元软件模拟了激光介质的热效应,对激光介质中各点的温度和应力分布进行了分析和比较.研究发现双侧抽运与单侧抽运相比,更易获得对称的温度分布,随着抽运光斑横截面变大,抽运面中心温度变低.同时得到板条的棱边、端角处存在较大热应力,且引入的机械应力不可忽视,因此,激光器运转时此区域需防止断裂.

激光微孔技术是当今印制电路板向高密度互连技术发展的关键,采用UVYAG、RF CO2和TEA CO2三种激光器在FR-4基板上作微打孔工艺研究,得到了激光波长、脉冲宽度、脉冲能量和光学系统构成等一系列参数对微孔孔径和质量的影响及规律.研究结果表明,波长短及脉宽窄的激光脉冲、合适的扩束装置及透镜焦距能有效地减小微孔孔径和提高孔的质量.此外,通过设计光学系统,还用自行研制的TEA CO2激光器成功打出了孔径在150 μm以内的微孔.

介绍了CO2激光在高压线除冰中的实验研究情况.由于直接热融法除冰效率较低,提出了激光热融加上冰块自身重力脱落法除冰的实验方案.利用功率为35 W的CO2激光照射冰块与绝缘子的接触面,降低其粘结力以致整体脱落从而达到除冰的目的,测得除去1 kg冰需要90kJ的能量,耗时26 min.

多光谱遥感影像具有波段多、信息量大的特点,传统的分类方法难以达到提高精度的要求.利用主成分分析对多波段遥感图像进行降维,再采用竞争型自组织神经网络对图像进行非监督分类.这种方法的分类精度为87.5%,Kappa系数为0.86,明显高于最大似然法,最小距离法和基于像元的自组织竞争神经网络法.实验结果表明该方法在多光谱遥感影像分类中具有较好的适用性.

舰船尾流中气泡对尾流特性研究起着重要的作用,研究气泡数密度分布对于追踪舰船有着重要意义.用图像方法来研究气泡,具有直观、简便的优点.采用激光片光源限定采样区域,利用数学形态学的方法对气泡图像进行了处理.通过剪切、变灰度、调整照明和亮度、填充、膨胀、腐蚀等操作获得理想的图像并进行统计.用上述方法对记录气泡消散过程的图片进行处理,可以看出气泡的消散过程基本符合指数衰减的规律.

激光对光电传感器主动侦察是基于光学系统存在的"猫眼"效应.对包括"猫眼"镜头的回波功率和CCD光敏面照度的整个环路进行了推导.分析结果表明:CCD光敏面上的照度随发射激光束散角、照射距离的增大而降低,随大气能见度的提高而增大.同时,探测器探测面的离焦也对CCD光敏面的照度产生较大的影响,离焦量越大,接收到的光照度越小.

为了进一步滤除虚警目标,更精确地识别提供目标的运动特征,提出了一种基于兴趣区域预测匹配的队列流水线跟踪算法.根据仿真以及实拍图片证明该算法具有设置灵活、跟踪速度快、输出虚警率低,可同时跟踪多目标的特点.实验还表明即使出现交叉目标、单帧目标丢失的情况,该算法仍能正常工作.

DSP处理器一般不带网络接口,设计了基于TMS320F2812连接高性能网络控制器AX88796组成的带网络接口的开发系统.该系统采用了AX88796的底层驱动程序,裁减TCP/IP协议栈并将其移植到DSP开发系统上.重点解决了驱动初始化,网卡的接收缓冲环管理和TCP/IP协议校验和计算等问题,实现了F2812驱动AX88796,通过TCP/IP协议接入互联网.

针对水下对空成像图像的低对比度增强问题,在对两种直方图均衡化技术详细分析的基础上,提出了一种改进的直方图均衡化的快速算法.该算法将图像划分为不同子区域,计算子区域的均衡化函数,然后设置移动子块的大小和移动步长,最后采用插值方法实现图像的平滑处理.该算法在较好地突出图像细节信息、消除块状效应的同时,避免了复杂的数学运算,取得了较好的效果.

对一个网络进行实测与性能评估时,需要一个能够产生不同包长且满足泊松分布的信号源.设计了一种基于FPGA用来模拟用户码流的2.5 Gbps信号发生器,产生信号帧的净负荷长度服从泊松分布.该信号发生器的研制克服了脉冲模式发生器(PPG)对于数据业务的产生不够灵活的缺点,提供了一种更加接近实际网络业务的数据信号源,对于分析、评估网络的各种性能具有参考价值.

将数学中的编码方法与光学原理相结合,利用光折变晶体的四波混频效应,提出了一种可实现矩阵-矩阵的混合负二进制编码的光学系统.介绍了该系统的工作原理,分析了其工作性能.研究表明,此系统的矩阵面编码信息简单,便于扩展,可实现大规模矩阵乘法运算,对光计算的研究有一定的指导作用.

采用光束传播法模拟分析了塑料光纤连接的光传输情况,对倾斜连接、直径失配连接、轴向错位连接这三种产生损耗的主要因素进行了分析.分别对改变倾斜角度(0～0.02 rad)、直径失配(0～30μm)、轴向错位距离(0～30 μm)进行了模拟计算,得到了这三种因素各自产生的损耗情况.这些计算结果对设计和制造塑料光纤连接器有一定的指导作用.

电磁兼容性是军用光电设备设计中必须首先考虑的重要问题.电磁兼容设计的目的就是使所设计的光电设备适应所处的电磁场环境,并与在同环境中工作的其他电子设备兼容,既不产生也不受到电磁干扰的影响.介绍了典型的电磁兼容性设计计算,重点讨论了军用光电设备的干扰与抑制干扰方法,以及主要的电磁兼容措施.

两轴四环架稳定是一种高精度的陀螺稳定方案,广泛应用于机载光电侦察吊舱等侦察监视设备中.分析了两轴四环架稳定平台的主要扰动源及其对系统的影响,根据多框架光电稳定平台的结构推导出各框架的运动学耦合方程,并且分析了该光电稳定平台在抗扰性能方面的主要优点.对两轴四环架系统控制模型的仿真计算表明两轴四环架稳定系统的稳定精度为0.04mrad.

在采用NETD计算红外热像仪的探测距离时,需要计算目标在热像仪探测波段范围内的辐射亮度差.提出了一种红外波段目标的辐射亮度差通用计算方法,可提高利用NETD计算热像仪作用距离的准确度.

通过快速傅里叶变换(FFT)法和复化辛普森法对衍射的数值进行计算,可以看出快速傅里叶变换法是一种积分变换法,而复化辛普森法则是迭代相加的方法.通过计算得出了FFT法的计算速度高于复化辛普森法,计算精度则远低于复化辛普森法;复化辛普森法适合近距离菲涅尔衍射和近场衍射,而FFT法不适合.

阐述了舰用遮蔽式烟幕干扰的工作机理,对典型舰用遮蔽式烟幕干扰进行了数学模拟仿真,建立了舰艇、烟幕、导弹的数学模型,提出了干扰评估准则,给出了仿真流程图.并对多次仿真结果进行了统计分析,获得了烟幕弹战斗使用的一般规律.