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

本期栏目 2005, 34(5)

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红外与激光工程 第34卷 第5期

作者单位
摘要
中山大学,光电子技术与材料国家重点实验室,广东,广州,510275
设计了一种用于对SiO2、Si和LiNbO3等材料进行激光焊接的吸收薄膜.这种"金属-介质-金属"的三层吸收薄膜减少了夹在透明母料之间的焊料表面对Nd:YAG激光束的反射.该设计使激光能量在实验中的实际吸收率超过99%.这种吸收膜与焊料层的结合使激光能更有效地转化为热能,减少了激光穿透母料的能量.这样也就减少了因为激光的透射而导致母料损伤的可能性,使激光能量得到更有效的利用.同时,焊接成品的力学性能也得到了有效提高.
吸收薄膜 激光焊接 光波导 光学器件 Absorptive thin films Laser welding Wave-guide Optical components MEMS MEMS 
红外与激光工程
2005, 34(5): 505
作者单位
摘要
华北光电技术研究所,北京,100015
为了在高功率DPL中获取高光束质量输出激光,利用扭转模获取高光束质量种籽源的同时,进行了高重复频率下的热致及光致双折射效应的补偿、高功率二极管均匀泵浦聚光腔设计及相位共轭镜用于改善激光系统光束质量等特性研究.最终获得了重复频率40 Hz、单脉冲能量大于400mJ、近衍射极限的高光束质量激光输出.这种方法对高功率激光系统的设计十分有用.
MOPA激光系统 相位共轭镜 高光束质量 MOPA laser system Phase conjugation mirror High beam quality 
红外与激光工程
2005, 34(5): 511
作者单位
摘要
1 上海电力学院,数理系,上海,200090
2 北京航天航空大学,仪器科学与光电工程学院,北京,100083
3 苏州大学,物理系,江苏,苏州,215006
介绍了一套自行研制的采用光子计数探测的1064 nm激光雷达系统.理论分析了光子计数探测技术和信噪比的改善,实验研究了改善信噪比的脉冲累计方法.给出了光子累计脉冲与信噪比之间的平方根关系,以及不同距离下的探测结果.另外,讨论了光子累计在两种成像方式下,相同参数的数值模拟和比较.结果表明:采用大发射光束和光子累积方法进行探测的信噪比,比单光束、大光强和逐行扫描方式的探测在理论上要好些,即探测概率高.
激光雷达 信噪比 成像 光子计数 Lidar Signal-to-noise ratio Imaging Photon counting 
红外与激光工程
2005, 34(5): 517
作者单位
摘要
1 武汉大学,电子信息学院,湖北,武汉,430079
2 浙江省质量技术监督检测研究院,浙江,杭州,310013
为了探究定向棱镜谐振腔激光模式分布情况,通过连续利用反射系统的光线矢量的反射定律,推导出具有二面角误差的角锥棱镜相位模型,首次创新性地建立了定向棱镜腔的光场数学模型,并运用FOX-LI的理论,研制了一套求解各种腔形的稳态模的场分布软件.用这套软件模拟出了定向棱镜谐振腔自再现模的分布.同时,针对免调试固体激光器(定向棱镜腔)进行实验,将模拟所得结果与实际激光器的输出近场、远场光斑,以及与光束质量分析仪检测分析结果进行了对比,取得了较好的效果.
激光模式 角锥棱镜 数值计算 角度误差 面形误差 Laser mode Cube-comer prism Numerical computation Dihedral angle offset Flatness error 
红外与激光工程
2005, 34(5): 521
作者单位
摘要
1 中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130022
2 中国科学院,研究生院,北京,100039
3 北京控制工程研究所,北京,100080
针对传统的激光距离选通成像系统需要已知距离及精确的激光器传输时间延迟等先决条件,设计并实现了一种基于DSP的激光距离选通成像系统,并对其同步控制方法进行详细地探讨.该方案利用快速DSP控制器完成测距和距离延迟,产生纳秒级的选通脉冲选通ICCD摄像机,有效地实现了距离选通及精确的图像清晰度控制,在无需任何先决条件的情况下,可以获得目标的距离信息和距离选通图像.
激光距离选通成像 距离选通技术 距离选通同步控制 LRG imaging system Range-gating technique Range-gating synchronization control 
红外与激光工程
2005, 34(5): 526
作者单位
摘要
解放军电子工程学院,503教研室,安徽,合肥,230037
战场上激光**的不断发展对激光防护提出了更高的要求.由于VO2薄膜的相变温度接近室温,具有良好的光电性能,成为相变材料中最有希望用于红外探测器的激光防护材料.介绍了VO2薄膜的光电特性,并探讨了其在激光防护应用方面的相关问题以及发展前景.
VO2薄膜 金属-半导体相变 激光防护 制备工艺 VO2 thin films Metal-semiconductor phase transition Laser protection Making technology 
红外与激光工程
2005, 34(5): 530
作者单位
摘要
中国人民解放军,炮兵学院,安徽,合肥,230031
基于对激光制导**系统激光编码及波门设置特点的分析,提出了激光末制导炮弹**系统的新型激光编码方案.分析表明,该方案兼有脉冲间隔编码和有限位随机周期脉冲序列的优点,首脉冲易确定,无固定重频和周期性,我方容易解码而敌方难以识别,具有较强的抗有源欺骗干扰能力.
激光编码 激光末制导炮弹 抗干扰 Laser code Laser terminal guidance ammunition round Counter jamming 
红外与激光工程
2005, 34(5): 535
作者单位
摘要
1 太原理工大学,应用物理系,山西,太原,030024
2 雁北师范学院,物理系,山西,大同,037009
为了能够精确测量增益开关激光脉冲的抖动,应用傅里叶变换和自相关函数,理论分析了谐波频谱分析法测量激光脉冲抖动的数学模型、测量原理,修正了David A.Leep等人建立的基于功率谱测量脉冲抖动的误差,推导出了普适的测量激光脉冲抖动的数学表达式,并数值模拟了不同情况下激光脉冲功率谱的表现形式;利用谐波频谱分析法测量了外连续光注入下增益开关F-P激光脉冲的抖动,时基抖动为0.905 ps、振幅噪声为2.83%,并与取样示波器的测量结果进行比较.结果表明在脉冲抖动较小、且重复频率较低的情况下,利用谐波频谱分析法测量脉冲抖动具有更高的精确度,其精确度可以达到飞秒量级.
时基抖动 振幅噪声 功率谱 傅里叶变换 半导体激光器 Timing jitter Amplitude noise Power spectrum Fourier transform Laser diode 
红外与激光工程
2005, 34(5): 540
作者单位
摘要
1 中国科学院上海技术物理研究所,传感技术国家重点实验室,上海,200083
2 山东大学,信息科学与工程学院,山东,济南,250100
3 中国科学院上海技术物理研究所,红外物理国家重点实验室,上海,200083
利用红外椭偏光谱法(IRSE)对生长在蓝宝石衬底上的非故意掺杂的GaN外延膜进行了研究.通过对椭偏光谱的理论计算,拟合了本征GaN中的声子振动参量和等离子振荡的频率及阻尼常量,并由此得到了各向异性的折射率和消光系数的色散曲线以及载流子浓度和迁移率.将得到的电学参数同霍耳测量结果进行了比较.
氮化镓 红外椭偏光谱 折射率 载流子浓度 迁移率 GaN Infrared spectroscopic ellipsometry(IRSE) Refractive index Cartier concentration Electron mobility 
红外与激光工程
2005, 34(5): 544
作者单位
摘要
中国航天科工集团,二院二部,北京,100854
高速流场光学传输效应是影响红外成像末制导技术在高速导弹上应用的关键.研究了气动光学传输效应中层流流场光学传输分量的计算方法,应用光线追迹法和物理光学方法研究层流流场引起的像偏移和低程度的像模糊,结合典型状态下的流场数据,进行了高速层流流场光学传输效应的数学仿真,得到了仿真计算结果.采用实际计算出的流场数据,得出的计算结果与工程计算的结果相比较,证明所建立的气动光学高速流场光学传输效应理论模型基本正确,可以用来进行仿真计算.
气动光学效应 层流流场 数值模拟 点扩散函数 Aero-optical effects Laminar flow field Numerical simulation Point spread function (PSF) 
红外与激光工程
2005, 34(5): 548
作者单位
摘要
中南大学,机电工程学院,湖南,长沙,410083
为获得性能优良的熔锥型光纤耦合器,利用740FT-IR显微红外光谱仪,研究了不同制作工艺条件下耦合器中石英玻璃结构的差异.测定了在不同拉伸速度时制作的光纤耦合器,石英玻璃在650~2000cm-1波数范围内的红外吸收光谱,观察到了石英光纤玻璃的两个特征峰,由Si-O-Si反对称伸缩振动引起的特征峰940~950 cm-1和由Si-O-Si对称伸缩振动引起的特征峰770~780 cm-1.由于工艺条件的不同,特征峰的强度和位置都发生了变化,并测量了其变化的大小.拉制速度越快,石英玻璃中Si-O-Si键的不对称伸缩振动越强,且波数的移动与光纤耦合器的性能密切相关.
熔融拉锥 耦合器 红外光谱 结构 Fused biconical taper Optical fiber coupler Infrared spectrometer Structure 
红外与激光工程
2005, 34(5): 553
作者单位
摘要
烟台大学,光电信息科学技术学院,山东,烟台,264005
在传统的斩波器调制技术中,被测对象"被动"地接受外来调制光的照射,由于这种照射一般要经过一定的光学系统来完成,因此,调制照射发生在每一个光束经过的光学元件上,这些元件必定会存在某些加工缺陷,从而产生与调制照射同频率、固定位相差的杂散信号,只要这些信号在探测器的视场里,就会形成背景干扰,从而降低信噪比.利用Michelson-Morley动态干涉技术,建立了一套基于Doppler频移原理的调制器.与传统的调制技术相比,多普勒调制技术是将被测目标自身运动产生的多普勒频移在干涉仪光路中造成的干涉场的交替变化作为调制频率来实现光的调制,可以有效地消除目标以外一切背景因光调制而产生的噪声影响,极大地改善微弱信号探测的信噪比.实验结果表明:调制信号频率稳定度(相对标准差)可达到±1%左右,能满足锁相放大器参考信号的需要.
动态干涉 多普勒频移 多普勒调制器 Dynamic interference technology Doppler shift Doppler modulator 
红外与激光工程
2005, 34(5): 556
作者单位
摘要
武汉大学,电子信息学院,激光通信实验室,湖北,武汉,430079
对于任何通信系统而言,天线能否正确发射和接收有效信号是人们最为关心的问题.对于点对点的激光通信系统而言,由于激光与电波迥然不同的特点,在天线系统的设计上更需严格要求.在空间光通信系统中,光学天线是一个物镜系统,通过折射、反射和折射-反射光学系统实现,目前应用比较广泛的是牛顿系统、格林系统以及卡塞格伦系统.讨论了卡塞格伦天线系统,该系统的结构(双反射式)决定了存在遮挡比造成光能量浪费的潜在问题,也就是所谓的渐晕现象.另一个问题是像差,也就是卡塞格伦天线系统要获得良好的像质必须以牺牲视场为代价.基于这两点提出了减小渐晕的几种新方案,并从减小像差上进行了理论分析.
激光通信 光学天线 卡塞格伦天线 渐晕 像差 Laser communication Optical antenna Cassegrain telescope Vignette Aberration 
红外与激光工程
2005, 34(5): 560
作者单位
摘要
中国空空导弹研究院,河南,洛阳,471009
在最近发生的几次局部战争中,空空导弹对夺取制空权起到了非常重要的作用,许多国家都开始发展和装备新一代空空导弹.分析了现代空战对新一代红外近距格斗导弹的要求,指出拦截巡航导弹将成为新一代红外格斗导弹的作战使命.介绍了国外新一代红外近距格斗导弹典型型号的发展情况,主要是美国的AIM-9X、英国的ASRAAM、德国的IRIS-T.最后对新一代红外近距格斗导弹普遍采用的关键技术--气动外形与系统设计、红外成像制导、气动力/推力矢量复合控制、小型捷联惯导等进行了探讨.
红外近距格斗导弹 红外成像制导 气动力/推力矢量复合控制 Short-range dogfight IR missile IIR guidance Aerodynamic/TVC complex control 
红外与激光工程
2005, 34(5): 564
作者单位
摘要
西安电子科技大学,技术物理学院,陕西,西安,710071
在对空红外系统的多光谱探测和红外仿真中,云的干扰不可忽略,所以,对云的辐射特性的研究至关重要.在不同的波段,云的辐射特性会有很大的差异,为了研究各个不同波段云的表观辐射特性,需要计算云的光谱辐射量.在典型观测模式下建立了低云的表观光谱辐射模型,研究了对云背景辐射有贡献的各个辐射分量的计算方法.基于传统的二流近似模型获取各个参数,引入云的光谱光学厚度的经验公式,进而获得了低云在中短波段的光谱辐射特性,有效地计算出了云背景在1~5μm的中短波段内的表观光谱辐亮度数据,并且节省了计算时间.经过比较发现,该模型的计算结果与实测结果有较好的一致性,可以为云背景多光谱分析、探测及仿真提供背景数据.
 表观光谱辐亮度 二流近似 Cloud Apparent spectral radiance The two stream approximation 
红外与激光工程
2005, 34(5): 569
作者单位
摘要
华中光电技术研究所,湖北,武汉,430073
近几年随着热成像技术的快速发展,实用化、低成本、高可靠的非制冷焦平面阵列红外探测器应用研发已成为热成像领域最令人关注的焦点之一,并有大量应用产品问世.本文以法国SOFRADIR公司8~12μm非制冷焦平面探测器IDML073-XX-V3为原型,采用DSP、FPGA、探测器的数字驱动和控制等大量新技术实现了红外实时成像.论述了非制冷焦平面探测器技术指标、控制信号以及成像总体技术和实现方法,并重点说明了DSP和FPGA数字信号处理电路的功能和设计方法,以及探测器数字温控原理.该组件结构紧凑、成像清晰、性能稳定,并能满足工业级的使用要求.
非制冷焦平面阵 非均匀校正 Uncooled focal plane array Non-uniformity correction Digital signal processing DSP Field programmable gate array FPGA 
红外与激光工程
2005, 34(5): 573
作者单位
摘要
1 哈尔滨工业大学 控制与仿真中心,黑龙江 哈尔滨 150001
2 西北工业大学 航天学院,陕西 西安 710072
针对巡航导弹以及各种对地攻击的灵巧炸弹的末制导段,提出了一种共孔径红外/脉冲激光(IR/Ladar)双模成像导引头系统设计方案,可用于对地面固定目标和各种可重定位(Relocatable)目标进行精确地识别和跟踪.该系统采用了被动红外和主动脉冲激光两种成像模式,以被动红外成像来辅助导引头对目标的搜索和捕获,以主动激光雷达成像来完成对目标的精确识别和跟踪,并且被动红外与主动激光成像系统共用一套光学系统,这样既满足目标搜索和捕获阶段的大探测视场的要求,又满足了目标识别跟踪阶段的高分辨率要求.
双模导引头 被动红外成像 主动脉冲激光成像 Dual-mode seeker Passive IR imaging Active pulse laser imaging 
红外与激光工程
2005, 34(5): 577
作者单位
摘要
解放军电子工程学院,安徽,合肥,230037
论述了弹道导弹中段弹头表面温度场分布的理论计算方法,采用节点网络法,建立恰当的计算模型,并运用四阶Runge-Kutta法求解了热平衡方程组,得出弹头中段任意时刻的温度场分布,最后定量分析了各种因素对弹头温度场分布的影响.
弹头 温度场 中段 Warhead Temperature field Midcourse 
红外与激光工程
2005, 34(5): 582
作者单位
摘要
华中科技大学 图像识别与人工智能研究所,图像信息处理与智能控制教育部重点实验室,湖北,武汉,430074
在分析了海空背景下舰船目标红外图像特征的基础上,提出了一种基于背景粗糙度估计的红外图像小目标自适应检测算法,该算法利用LOG算子检测目标的大致轮廓,确定目标的中心点作为区域生长的种子点,可以看作是为后续处理压缩数据量的一种方法.它可以减少运算量,提高检测.速度,抑制对不必要的种子点的区域生长,提高目标的检测概率.
小目标检测与分割 LOG算子 背景粗糙度 区域生长 Small target detection and segmentation LOG operator Roughness of the background Region growing 
红外与激光工程
2005, 34(5): 587
作者单位
摘要
1 浙江大学,信息学院,信息与电子工程学系,浙江,杭州,310027
2 浙江大学,城市学院,信息与电子工程系,浙江,杭州,310015
针对实时THz脉冲(T-ray)成像系统所成图像分辨率低、受1/f相关噪声干扰严重的特点,提出一种新的基于小波去噪的T-fay图像复原算法.对T-ray图像进行离散小坡变换后,先利用广义交叉确认估计出各个分辨率层的噪声阈值,然后对每个分辨率层的高频子带进行迭代去噪,最后对去噪后的T-ray图像采用Jasson-Van-Cittert算法进行复原处理以提高分辨率.实验结果表明,该方法在提高T-ray图像分辨率的同时,能显著地抑制THz成像系统的1/f相关噪声.创新之处在于以广义交叉确认作为T-ray图像中1/f噪声的估计方法,大幅度提高了图像信噪比(~5 dB),避免了噪声带来的复原算法中的不适定问题,达到较好的图像复原效果.
T-ray图像 小波去噪 1/f噪声 广义交叉确认 图像复原 T-ray imaging Wavelet de-noising l/f noise Generalized cross validation Image restoration 
红外与激光工程
2005, 34(5): 592
作者单位
摘要
华中科技大学,图像识别与人工智能研究所,图像信息处理与智能控制教育部重点实验室,湖北,武汉,430074
为克服气动光学效应对目标图像的影响,把相位恢复算法与气动光学效应机理研究结合起来,用于湍流退化图像的恢复.该算法是通过目标图像的傅里叶变换幅值来恢复目标图像,或等价地,恢复傅里叶变换相位.讨论了两类相位复原算法--迭代傅里叶变换(IFT)和解相关算法.对现有的解相关算法作了改进,采用共轭梯度法解高斯-牛顿方程,可有效提高算法的收敛速度.IFF算法不能保证迭代过程总能收敛到正确解,有时会出现停滞现象,将IFT和解相关算法组合起来,可以克服IFT算法的停滞现象,提高正确收敛率.给出了在信噪比为20 dB情况下的湍流退化仿真图像恢复的实例,目标图像能较清晰地恢复出来.实验结果表明该算法具有较好的稳定性和抗噪声能力.
相位恢复 迭代傅里叶变换 解相关 图像恢复 湍流退化 Phase retrieval IFT De-autocorrelation Image restoration Turbulence-degraded 
红外与激光工程
2005, 34(5): 597
作者单位
摘要
解放军炮兵学院,光电信息处理实验室,安徽,合肥,230031
针对具有平移、旋转、缩放变换的序列图像连续拼接,提出一种将基于区域特征的配准算法和基于灰度交叉相关的配准算法相结合的拼接算法.该算法用迭代阈值分割算法提取区域,利用区域特征进行配准,建立初始的同名区域对;然后以同名区域对的质心点作为特征点,基于图像的灰度信息,选择交叉相关准则作为度量;最后得到图像间的精确变换关系,实现序列图像的拼接.实验结果表明,算法配准率高,鲁棒性强.
图像拼接 图像配准 区域特征 交叉相关 序列图像 Image stitching Image registration Area feature Cross correlation Sequence image 
红外与激光工程
2005, 34(5): 602
作者单位
摘要
空军工程大学,工程学院,陕西,西安,710038
首先用扩展卡尔曼滤波算法构建了机载红外搜索跟踪系统被动定位滤波模型,然后针对该滤波算法要求先验的噪声统计及存在系统观测模型线性化误差影响滤波精度的特点,利用虚拟噪声技术,提出了适合于红外搜索跟踪系统被动定位的自适应扩展卡尔曼滤波算法,该算法实时地估计了虚拟噪声的统计特性,减小了线性化误差,提高了非线性滤波的精度.仿真结果表明,在完全相同的初始条件下,自适应扩展卡尔曼滤波对目标距离和速度的估计结果明显优于扩展卡尔曼滤波,此算法具有很高的工程应用价值.
红外搜索跟踪系统 被动定位 扩展卡尔曼滤波 自适应扩展卡尔曼滤波 虚拟噪声 IRSTS Passive location Extended Kalman Filter(EKF) Adaptive Extended Kalman Filter(AEKF) Subjuctive noise 
红外与激光工程
2005, 34(5): 606
作者单位
摘要
华中科技大学,图像识别与人工智能研究所,图像信息处理与智能控制教育部重点实验室,湖北,武汉,430074
激光成像雷达是一种新型成像雷达,图像匹配处理机的使用是该雷达导航应用的先决条件之一.对激光成像雷达的图像匹配处理机进行分析,再进行设计.采用以高速DSP为主处理器,以大规模FPGA为处理器的图像匹配处理机的硬件方案.该方案计算能力强大且可扩展性强,通信接口多样可靠,算法软件实现可灵活修改.实验结果表明,该系统具有高实时性、高数据吞吐率、高可靠性、结构灵活的特点,为激光成像雷达在图像匹配导航中的应用研究提供了强大的处理平台.
图像匹配 激光成像雷达 系统设计 Image matching Imaging laser radar System design DSP DSP FPGA FPGA 
红外与激光工程
2005, 34(5): 612
作者单位
摘要
1 西北工业大学,物理系,陕西,西安,710072
2 航天东方红卫星有限公司,北京,100094
XeCl准分子激光器激励电路性能对激光器的输出特性有着很大的影响,为了提升激光器的输出特性,我实验室自制的XeCl准分子激光器创新性地采用了火花开关控制电路,对瞬时大电流进行控制,取得了满意的效果.从激光器电路部分的设计入手,研究了XeCl准分子激光器的电路结构,确定了激光器的电路参数.针对激光器在实验过程中出现的问题,采用了过流保护、光耦合器隔离、电磁屏蔽等措施,优化了激光器的性能.实测数据表明采用的设计及改进措施使激光器激励电路工作稳定,激光器输出达到设计要求.为提高XeCl准分子激光器的输出特性提供了参考.
XeCl准分子激光器 优化 火花开关 Rogowski线圈 XeCl excimer laser Optimization Spark gap switch Rogowski coil 
红外与激光工程
2005, 34(5): 617
作者单位
摘要
中国科学院,西安光学精密机械研究所,陕西,西安,710068
在工业及航空航天测控领域,实时数据采集存储是一个基本而且重要的环节.如何提高数据采集存储的实时性一直是技术人员所关心的问题.结合32位高速数据采集板7300A在星载干涉成像光谱仪高速数据采集记录系统的应用,阐述了在WindowsNT下用vc6.0实现高速数据采集、存储与实时显示过程.在实现过程中采用了多线程、定时器、双缓存和同步对象等技术,有效保证了光谱数据采集、存储与显示的稳定性、实时性,用高速数字采集卡实现了高速数字图像采集卡的功能.
数据采集 实时存储 干涉成像光谱 Data collection Real-time saving PCI-7300A PCI-7300A Spectral -interferometer 
红外与激光工程
2005, 34(5): 622
作者单位
摘要
南昌航空工业学院,测试技术与控制工程系,江西,南昌,330034
介绍了数字控制式半导体激光器驱动电路的设计,包括温度控制系统和光功率控制系统.该系统以单片机为核心,结合外围电路,以数字控制技术代替以往的模拟电路,易于控制,精度高.对光功率控制系统也以单片机为核心,配合外围的功率采样电路和电流驱动电路,同时使用PD控制算法,控制电源电流,从而控制激光器光功率输出.在PD参数整定时,采用了工程实验法多次实验调试确定参数.建立数学模型,从而实现软件控制.为了提高控制的精度,把功率范围分为9段,对每一段都整定了一组参数,从而将光功率误差控制在0.02 W内.所设计的驱动电路精度高,实时性好,达到了设计要求.
半导体激光器 光功率 参数整定 LD Optic power Parameter tuning PID PID 
红外与激光工程
2005, 34(5): 626