CCD双站被动定位效能评估

光电被动定位系统隐蔽性好,有利于提高复杂电磁环境中对抗作战的效能。建立基于CCD的双站被动定位系统模型,为提高测算精度,依据最小二乘法原理推导出静止目标坐标的求解方法。基于大气消光系数、目标背景亮度系数、CCD成像设备参数建立CCD侦察模型。以目标探测概率大于10%为标准,确定单个CCD的作用距离,并在此基础上分析CCD双站定位范围随双站间距的变化关系。在有效定位范围内抽取批量目标样本,计算双站定位误差,分析误差的均值和标准差随双站间距的变化规律。计算结果表明:对于确定的天气条件及CCD成像设备,当双站间距超过一定距离后,定位范围将逐步减小;定位误差及误差离散程度随着双站间距的增加先变小后变大。分析结果对于优化CCD设备参数、合理配置观测站位置具有一定的借鉴意义。     

自由振荡激光天基清扫空间碎片机理研究

在绕地轨道上残留着大量的空间碎片,这些人类航天活动造成的太空污染已经严重威胁到太空飞行器的安全.其中,直径在1～10 cm之间的碎片具有致命的潜在危害,是急需解决的麻烦.激光清扫空间碎片也愈来愈引起科学领域的关注,其中天基脉冲激光是清扫这类小型空间碎片的有效技术途径之一.由于现有方案中的天基超短脉冲、超大能量、紧凑可靠的激光器在工程上难以实现,笔者创新提出了自由振荡脉冲激光天基清扫空间碎片的思想与方案.通过模拟分析发现自由振荡激光的脉冲持续时间是其产生大冲量的优势,从机理和效应上与纳秒激光进行了对比,证明了"热金属蒸气反喷"比"等离子反喷"的冲量增量与能量利用率更高.建立了激光消融金属的物理模型,模拟分析得到了当激光功率密度大于5×106 W/cm2时,金属液滴的直径一般不大于60 μm的结果,说明了激光清扫空间碎片过程中相伴产生的"微碎片"不会有"次生危害效应",反而能在一定程度上加速碎片清扫.该文为自由振荡激光器在天基清扫碎片的领域应用奠定了基础.     

半导体激光器的混沌驱动同步

利用混沌驱动同步法研究了在电流调制下的半导体激光器的混沌同步。首先数值计算了系统最大Lyapunov指数随调制强度的变化情况,确定了激光器处于混沌态的参数区间。然后分别实现了同地激光器系统和异地激光器系统的混沌驱动同步。响应激光器间相关系数的数值计算表明,两种激光器系统均能达到很好的混沌同步。以三个响应激光器为例,将响应系统推广到多个激光器,并且实现了两种激光器系统的混沌同步。     

有源层厚度对VCSEL 混沌动力学特性的影响

利用数值模拟的方法研究了有源层厚度对电流调制下垂直腔面半导体激光器(VCSELs)混沌动力学行为的影响。模拟结果表明有源层厚度较小的系统处于稳定的周期1输出状态,有源层厚度较大的系统在有些参数区间会出现阵发性混沌。有源层厚度是影响VCSELs混沌动力学特性的重要结构参数。     

热成像系统噪声等效温差测试算法及工程应用

针对热成像系统噪声等效温差的检测需求,基于三维噪声模型阐述了热成像系统噪声的4个时间分量、3个空间分量,分析了噪声常规计算方法.在此基础上,提出了一种基于标准差的简便算法,提高检测效率.进行了测试系统工程化设计,阐述了NETD指标的计算方法和测试流程.开展了实验研究,对两种三维噪声测试算法进行了验证与分析,与进口设备进行了对比测试.结果表明,本测试系统NETD指标检测重复性好、准确度高,应用于多型热成像设备性能检测,满足工程化保障需求.     

激光在硅基底沉积类金刚石膜的光学应用

研究了氧气氛和掺硅对类金刚石(DLC)膜性能的影响机理.采用飞秒激光烧蚀石墨靶材,通过氧气氛、掺硅和离轴平移旋转等技术,在硅基底上镀制出比传统工艺透过率、硬度、附着力和稳定性等性能更优的无氢DLC膜.实验验证了随着氧气氛压强的增大,样片透过率先增大后减小,存在一个最佳气压(2 Pa).并且掺硅有助于改善DLC膜的性能,掺硅量也存在一个最佳值.在3-5 μm波段,正面镀DLC膜、背面镀普通增透膜的硅红外窗口的平均透过率≥91.7%,DLC膜的纳米硬度高达40～50 GPa.且通过军标规定的高温、低温、湿热、盐雾、重摩擦等环境实验.满足光学窗口工程应用的要求.     

双区半导体激光器的超混沌及同步

基于双区半导体激光器的速率方程,研究了双区半导体激光器的超混沌现象,给出了双区半导体激光器产生超混沌的条件;利用驱动-响应法实现了双区半导体激光器的超混沌同步,通过计算激光系统最大条件李亚谱诺夫指数随注入强度的变化,得到实现超混沌同步的注入参量的取值范围.     

免调试激光器研究新进展

介绍了免调试激光器的基本概念和广泛应用,总结了国内外关于免调试激光器的研究在实现激光器小型轻量化、多波长输出、改善大能量/高功率激光器光束质量方面的新进展,以及向双角锥棱镜谐振腔方向拓展应用研究的新动向。重点报道了角锥棱镜谐振腔在相干合成领域的最新进展,分别实现了角锥光纤激光器互注入相干合成和基于角锥固体激光器互注入相干合成,为实现高可靠、大能量/高功率、高光束质量激光输出提供了一个有效技术途径。     

脉冲激光沉积法制备红外光学SiC薄膜特性研究

采用脉冲激光沉积法在锗基底制备无氢SiC薄膜,研究了激光能量对SiC薄膜显微结构、成分和红外光学性能的影响规律。利用傅里叶红外光谱仪测量了锗基底SiC薄膜样品的红外透射光谱,其在785 cm-1附近有一个强烈Si-C键特征吸收峰,并在红外波数4 000~1 300 cm-1之间具有良好的透过性。通过对透射光谱拟合计算可知:在红外波段2.5~7.7 m之间,SiC薄膜的折射率和消光系数均随着激光能量的增加而增大,折射率大约从2.15上升到2.33,激光能量从400 mJ增加到600 mJ,且当激光能量为400、500 mJ时,消光系数均在10-3量级以内,光学吸收很小。研究表明,SiC薄膜在红外2.5~7.7 m波段是一种优异的光学薄膜材料。     

红外热像仪检测诊断系统电路设计与实现

为实现对红外热像仪设备的性能检测和故障诊断,促进红外系统检测设备的国产化,设计了红外热像仪检测诊断系统的电路单元;以工控机为核心,由红外平行光管、黑体及电路系统共同构建了检测诊断系统;通过图像采集卡对被测设备的输出图像进行采集,由工控机实现对图像的分析和处理,计算NETD、MRTD等关键指标;设计电信号激励与检测单元,为被测电路提供激励信号和输出响应的采集分析,实现对电路系统的指标检测和故障诊断;实验测试表明,该检测系统电路达到了设计指标要求;目前,该系统已成功应用于某小型红外系统的测试.