红外与激光工程
2004, 33(2): 111
期刊基本信息
创刊：
1972年 • 月刊
名称：
红外与激光工程
英文：
Infrared and Laser Engineering
主管单位：
中国航天科工集团有限公司
主办单位：
天津津航技术物理研究所；中国光学工程学会
主编：
吕跃广
ISSN：
1007-2276
刊号：
CN 12-1261/TN
电话：
022-58168883,58168884,58168885
邮箱：
地址：
天津市空港经济区中环西路58号
邮编：
300308
定价：
200元/期
红外与激光工程 第33卷 第2期
从武装直升机在现代战争中的作用切入,系统地探讨了武装直升机弹药的挂载方案,重点对机载空地导弹、空空导弹、航空制导火箭的技术现状、发展方向和所涉及的关键技术进行了分析,从中提出我国武装直升机机载**的发展思路.
武装直升机 空地导弹 空空导弹 航空制导火箭 Armed helicopter Air to ground missile Air to air missile Aircraft guidance rocket 
光电对抗技术是随着光电技术在**领域中的广泛应用应运而生的一门崭新学科,而软杀伤激光**是其中的重要组成部分.软杀伤激光**作为光电对抗的一种重要手段,在高技术战争中发挥着重要作用,它是以干扰破坏敌方光电系统或致盲、半致盲敌方人员为目的的激光**,论述了软杀伤**的作用机理及未来的发展方向.
光电对抗 软杀伤 激光** Photoelectrical countermeasures Soft-killing Laser weapon 随着空间技术的发展,空间**系统的战术地位越来越重要.通过介绍空间激光**的组成原理、特性、技术参数等,提出了用于弹道导弹防御的空间激光**组网模型,对不同组网方式在弹道导弹防御过程中的作战性能进行了分析,并提出了我国发展空间**需要解决的关键问题.
弹道导弹防御 空间激光** 空间激光组网 作战性能 Ballistic missile defense Space-based lasers Constellation of lasers Tactics capability 对一种新型自倍频激光晶体Yb:YAB 的能级结构和光谱特性作了分析,利用准三能级的耦合速率方程,得出了LD端面泵浦条件下激光输出的解析表达式.讨论了晶体温度,晶体的有效光学长度,以及输出镜的反射率等因素对激光输出强度和发光阈值的影响.从理论上对LD端面泵浦的新型全固态Yb:YAB激光器的光学特性进行了系统的计算和分析.
Yb:YAB晶体 端面泵浦 光学长度 泵浦阈值 速率方程 Yb:YAB crystal End-pumped Optical length Pumped threshold Rate-equation 大功率泵浦DPL的被动调Q技术一直是研究的重点.通过对被动调Q的理论分析,以及在大功率条件下,以初始透过率T0为自变量对输出脉冲序列特性进行数值分析,得出了相应的图表.可以看出随着初始透过率的增大,脉宽和重复率都增大,同时峰值功率减小.将被动调Q与声光调Q加以比较,得出被动调Q技术适用于大功率泵浦DPL的结论.
激光二极管 被动调Q 初始透过率 Laser diode Passive Q-switching Small-signal transmittance 基于热弹理论,建立了计算光学材料激光诱导破坏阈值的解析模型.特别研究了能量阈值与激光光斑大小以及光学材料力学边界条件的依赖关系.研究表明:在材料响应情形下,光斑效应体现在光斑能量向外的弥散,而在结构响应情形下,不同的边界条件导致不同的破坏阈值与光斑直径之间的函数关系.提出了?恢肿钣疟呓?使激光诱导产生的拉应力场最小.
激光诱导破坏 光学材料 破坏阈值 最优边界 Lase induced damage Optical materials Damage thresholds Optimal boundary 合理简化了多泵浦光纤拉曼放大器功率传输方程,利用多步平均功率法进行数值计算得到了密集波分复用系统信号的合成拉曼增益.借助该简化模型研究了多泵浦光源的个数、输入功率和波长分布对信号拉曼增益的影响,简单分析了实现超宽带平坦拉曼增益的多泵浦波配置原则,为多泵浦光纤拉曼放大器在密集波分复用系统中的应用提供了有价值的参考.
多泵浦光纤拉曼放大器 受激拉曼散射 合成拉曼增益 后向泵浦 Multi-pumped fiber Raman amplifier Stimulated Raman scattering Composite Raman gain Backward pump 发光二极管具有体积小、质量轻、功耗低、寿命长、可靠性高和响应速度快等优点,可以用作各种标志的发光器件,广泛地应用于指示灯、显示屏、交通管理和生产自动化中.推导出了发光二极管的作用距离公式,并针对常用的观测设备进行了分析.使用最低照度0.02 lux和中等分辨率摄像机作为观测设备,辐射功率为6 mW、辐射半顶角为25°的发光二极管作用距离可达1.5 km.给出了相应的实验结果,验证了理论分析的正确性.
发光二极管 作用距离 摄像机 辐射功率 辐射半顶角 Light Emitting Diode Operating range Camera Radiation power Radiation semiapex angle 利用不同长度的单模石英光纤制作光纤时-空采样器,将采样激光输入大面积快速光电转换器,用数字示波器测量电脉冲信号,实现对单脉冲激光的实时采样测量.其核心是利用单模石英光纤的芯径小、结构尺寸规范、损伤阈值高等特点,实现对激光光束的无畸变大倍率衰减.给出了相关的设计方案.
重频 激光参数 测量 时-空采样 光纤 Multi-pulse Laser parameters Measurement Temporal-spatial domain Fiber 给出了从自然景物背景中提取人造目标的一种方法.基于图像灰度的差分方向算子将一幅图像分离成不同灰度差分方向的直线线段子图像,再对每幅子图像做直线段的后处理,最终将几幅子图像构建成一幅不同差分方向的直线线段集合.基于直线段集合图像给定区域内直线线段的结构文法及其所含几何基元数目和几何基元种类将人造目标从自然背景中提取出来.此算法可开发成实时硬件跟踪器应用于自动目标捕获.实验结果说明,对复杂的背景及低对比度情况下的红外目标图像,该方法提取人造目标的准确率达95%以上.
人造目标 几何基元 直线抽取 结构文法 Manmade objects Geometry element Extract line Structure grammar 建立了红外小目标图像的场景模型,分析了小目标情况下图像预处理的特点,根据这些特点对预处理技术进行了分类描述.为了评价预处理结果,定义了两个评价参数-- 信噪比和背景抑制因子.实验结果表明,不同的预处理方法具有不同的应用范围,只有根据图像特点选择合适的预处理方法,才能取得理想的预处理效果.
小目标 场景模型 信噪比 背景抑制因子 预处理 Small target Scene model Signal-to-noise ratio Background suppression factor Pretreatment 在人脸正面图像中,下颌轮廓线是一种相对稳定的形状特征,但是如何提取和有效利用这个特征是一个难题.提出一种在识别中有效利用下颌轮廓特征进行人脸分类的方法.根据先验知识将人脸分为圆脸、尖脸和方脸,据此建立下颌形状模板:尖下巴、圆下巴和平下巴.对事先得到的下颌轮廓上的点进行模板匹配,根据匹配结果进行轮廓线分类.该算法采用了基于先验分布和局部判别的方法,先得到可能的轮廓点,然后进行滤波去除伪下颌点,得到真正位于下颌轮廓上的点,再通过模板匹配进行分类.试验表明,该方法分类效果良好,可以有效提高大库人脸识别的速度和识别率.
下颌提取 人脸识别 特征分类 Chin contour extraction Face recognition Feature classification 为了解决低对比度红外序列图像中运动小目标的检测问题,提出了一种基于多级滤波的检测方法.首先,对具有一定空间分布范围(≤5×5)的小目标,可根据目标/噪声/背景的灰度分布模型具体分析其频谱特性范围.由Fourier变换定义可知,噪声能量主要集中在高频段,背景能量主要集中在低频段,而目标能量则主要分布在中频段,所以可以根据目标的大小,由门函数的Fourier变换估算出各种尺寸目标所处的频段,然后选择不同级数的滤波器将不同大小的候选目标从复杂背景中分离出来.经过多级滤波处理后,再对得到的包含候选目标的图像进行图像分析图像分割等适当的后续处理，就可以检测出真正的目标.
红外图像 低对比度 运动小目标检测 多级滤波 目标/背景/噪声频谱特性 Infrared images Low contrast Moving small targets detection Multilevel filter Target background and noise frequency character 采用迭代盲目反卷积进行气动光学效应图像恢复研究,编制了相应的计算程序,获得了恢复图像和相应的气动光学效应降质过程的点扩散函数,同时讨论了共轭梯度CG算法在盲目反卷积图像恢复计算过程中的收敛性,并提出算法策略.
气动光学效应 图像恢复 盲目反卷积 Aero-optic effect Image restoration Blind deconvolution 提出了一种在数字图像中水印嵌入强度的最优估计方法.对基于一次Bézier曲线融合方式的嵌入规则进行了研究.在水印图像的提取过程中,水印强度因子的选择是基于极大似然估计方法.对基于一次Bézier曲线融合方式的嵌入规则与加法、乘法嵌入规则的峰值信噪比进行比较,可以看出前者嵌入水印的峰值信噪比高于另外两种嵌入方法,人类视觉系统不能发觉嵌入了水印的隐秘图像与原始图像的差别;在不知道嵌入水印强度因子的前提下,可根据对水印强度因子的估计,从隐秘图像中将水印提取出来,而且提取效效果令人满意；水印图像由二值图像推广到非二值图像.
数字水印 强度因子 Bézier曲线 极大似然估计 Digital watermarking Strength factor Bézier curve Maximum-likelihood estimation 提出了一种基于免疫遗传算法的图像分割新方法.利用生物免疫系统自调节、抗原识别和记忆功能,结合遗传算法对图像进行自适应区域阈值分割,试验结果表明该方法能够克服传统阈值方法对目标大小的限制,是一种有效的图像分割新方法.
免疫遗传算法 免疫系统 遗传算法 图像分割 Immune Genetic Algorithm （IGA） Immune system Genetic algorithm Image segmentation 经过摄像机摄入的图像会发生几何畸变,给车牌的准确识别带来了困难.针对此问题提出了一套实时几何畸变校正方法.首先对提取出的汽车牌照信息进行预处理;然后提出了一种基于Hough变换和图像分析法提取控制点的实时标定方法;最后通过空间坐标变换和灰度插值完成图像的校正.实验证明,该方法符合汽车牌照图像的特点,具有较好的处理效果.
几何畸变校正 汽车牌照 标定 Hough变换 图像分析法 Geometrical distortion rectification Vehicle license Calibration Hough transform Image analysis method 分析了用重心法计算光斑能量中心时图像相对光源强度分布失真引入的误差,建立了强度失真模型,引入修正该失真的修正因子,提出了相应的修正算法,并讨论了该修正算法在卫星激光通信跟踪系统中的应用.计算机模拟结果表明,在适当的情况下,计算出的由于像面上强度分布相对光源失真而导致的跟踪角度偏差可增至109″,从而证明了在激光卫星通信系统中,修正因子的引入提高了定位、跟踪精度和信道的可靠性.
卫星激光通信 强度中心 失真 修正因子 Satellite laser communication Intensity centroid Distortion Correcting factor 为了选择一种在复杂条件下能与主观评价图像融合方法取得一致效果的客观评价方法,对一些方法进行了比较.通过量度融合图像与源图像的交互信息,评价多传感器图像的融合效果具有简单、准确、抗干扰性好的特点.通过红外图像与可见光图像融合的实验,将交互信息量的评价方法与其他评价方法相比较,结果表明,交互信息量是一种很好的评价指标.
图像融合 评价准则 融合性能 交互信息量 Image fusion Evaluation criterion Fusion performance Mutual information 在制导与跟踪系统中,雷达和红外成像传感器所固有的优缺点,决定了其自身的局限性,为综合利用上述传感器信息,提高目标跟踪精度,提出了一种基于雷达和红外成像传感器数据融合的交互多模目标跟踪算法,算法首先对红外图像进行处理,然后基于上述处理结果,利用交互多模算法对雷达观测信息进行目标跟踪,最后采用分布式数据融合算法得到最终目标的跟踪结果.在有效提高跟踪精度的同时,减少了运算量.
交互多模 目标跟踪 数据融合 Interactive multi-mode Target tracking Data fusion Kalman滤波是一种应用非常广泛的状态估计算法,基于信息融合的Kalman滤波包括状态向量融合和测量融合两种方法.传统的Kalman方法(TTF)具有较低的估计误差和很长的计算时间.提出的状态向量和测量向量的融合模型MTF利用局部融合信息给出一种更好的状态估计,计算时间短,性能也比TTF高.
修正的轨迹融合 状态向量 测量融合 协方差矩阵 MTF State vector Measurement fusion Covariance matrix 结合红外热成像系统调制传递函数参数测试系统的研制,分析了斜缝法调制传递函数参数测试的理论,给出了其测量步骤和方法,以及相应的测试结果和分析对比数据.指出采取基于斜缝匹配的测量方法可以对探测器和光学系统分辨率等技术指标的要求适当降低.最后对影响测量结果的主要因素进行了分析.
红外热像仪 调制传递函数测试 斜缝法 Infrared thermal imaging systems MTF test Canted slit-method 介绍了渐变折射率平板波导耦合器的结构特点,并用波导理论详细分析了其工作机理及制作方法,给出了相应的设计方程.尤其是针对半导体光放大器与单模光纤耦合的问题,介绍了渐变折射率平板波导耦合器在光通信系统中的实际应用,由于渐变折射率平板波导耦合器可以有选择性地对半导体光放大器的输出模斑进行有效变换并压缩光束的束散角,因此实现了半导体光放大器到单模光纤的高效率光耦合,其光耦合损耗约为3 dB,可基本满足工程使用要求.从光学特性上,渐变折射率平板波导耦合器可以在许多领域替代柱面镜.
半导体光放大器 平板波导 光纤耦合 模斑变换 SOA Strip waveguide Fiber coupling Mode-expansion 为了提高可见光CCD图像传感器的探测灵敏度,提出了516×516元石英微透镜阵列的设计方法,并简要介绍了其制作工艺.测量结果表明,所制作的微透镜阵列有优良的表面轮廓、较好的几何尺寸均匀性和光学性能,大幅度地提高了CCD图像传感器的填充因子.
微透镜阵列 填充因子 反应离子刻蚀 Microlens array Fill factor CCD CCD Reactive ion etching 判读镜具观察孔的直径直接影响航空照片中各种目标的观察效果.基于圆孔夫琅和费衍射测量微孔直径的原理和线阵CCD信号串行输出的特点,给出了照片判读镜具中观察孔直径测量的硬件和软件实施方案.最后对实验进行了分析,表明该方法具有科学性与实用性.
夫琅和费衍射 线阵CCD 判读镜具 直径 测量 Fraunhofer diffraction Linear array CCD Interpretation lens Diameter Measurement