中国人民解放军63618部队, 新疆 库尔勒 841000
针对红外图像存在的非均匀性问题, 从理论上对非均匀性产生的原因进行了分析。对基于SG滤波预处理的无模型图像校正EM算法进行改进, 提出了一种提高局部信噪比的单帧图像校正方法。设计了对比实验, 在红外目标、暗弱目标和云层背景场景下, 该方法能使红外图像的非均匀性(NU)分别降低56.869 3%, 85.938 4%和87.886 3%, 同时, LSNR分别提高了3.687 7 dB,0.256 9 dB和3.553 1 dB。最后在非均匀背景上叠加高斯分布的目标进行模拟, 探讨了目标大小与滤波窗口的关系, 得到了滤波窗口与红外小目标的近似关系为H≈4.6*ST+0.3, 从实际工程应用上确定了该方法滤波窗口初值的选取。结果表明, 所提方法能在LSNR最大的前提下, 利用单帧红外图像的场景信息对非均匀性进行有效校正。
红外图像 非均匀性校正 局部信噪比 SG滤波 infrared image non-uniformity correction LSNR SG filter
中国人民解放军 63618部队, 新疆 库尔勒 841000
红外大气透过率是分析目标红外辐射特性和红外辐射反演计算的重要基础。针对Modtran等大气透过率计算软件难以与红外辐射特性测量系统集成的问题, 在大气透过率经验公式基础上进行推导, 提出一种适用远距离、任意传输路径的红外大气透过率的工程计算方法。方法基于传输路径上的地理位置对大气分层, 使用实测数据提取大气模型参数, 实现中等分辨率远距离中波红外大气透过率的快速工程计算。计算结果表明, 工程计算得到的平均透过率接近Modtran, 且易于与实时系统集成。
大气透过率 大气模型 红外辐射 atmospheric transmittance atmospheric model infrared radiation
为了快速定量地分析待测样品中铀元素含量信息, 采用激光诱导击穿光谱技术结合内标法, 通过脉宽为7ns、输出能量为20mJ的纳秒激光脉冲诱导涂有硝酸双氧铀的石墨片产生等离子体光谱, 测量了波长范围为300nm~800nm的光谱数据, 对涂有不同浓度的铀样品进行了定量分析以及理论分析和实验验证, 取得了UⅡ 409.01nm和UⅡ 367.01nm谱线和CⅠ 373.72nm, CⅡ 383.57nm, CⅢ 378.94nm谱线数据。结果表明, 样品浓度低于5.0×10-3mol/m2(本文中研究的是面密度)时, 铀归一化强度与铀浓度存在较好的线性关系, 激光诱导击穿光谱技术与内标法结合可以用于快速定量分析待测样品中铀元素含量信息。该研究为核污染和铀矿中微量铀元素的快速检测分析提供了参考。
激光技术 激光诱导击穿光谱 硝酸双氧铀 定量分析 laser technique laser-induced breakdown spectroscopy uranyl nitrate quantitative analysis
1 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
3 中国科学院上海光学精密机械研究所中科院强激光材料重点实验室, 上海 201800
基于掺镱光纤激光放大器理论模型,分析了光纤放大器中掺镱光纤弯曲半径对模式传输损耗的影响以及掺镱光纤长度对系统光-光转换效率的影响。结合实验中采用的掺镱光纤的特点,对掺镱光纤的弯曲半径及光纤长度进行了优化设计。基于主振荡放大结构中,种子光源的输出功率为170 W,光束质量为 M2x=1.10, M2y=1.05;放大器采用双端抽运的方式,使用自研30/600 μm掺镱光纤,最终实现了输出功率为10.14 kW,中心波长为1070.36 nm,3 dB带宽为5.32 nm的全光纤激光输出,光束质量为 M2x=3.12, M2y=3.18。放大级最大光-光转换效率为87.9%,斜率效率为89.2%,输出激光信噪比大于45 dB。
光纤光学 光纤放大器 掺镱光纤 主振荡放大 双端抽运 高效率 中国激光
2020, 47(10): 1006001
1 萍乡学院机械电子工程学院, 江西 萍乡 337055
2 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室, 北京 100083
研究了一种适用于不同类型光条图像的光条中心提取方法。构建了光条的截面能量模型,分析了不同成像质量光条的截面能量组成,构建了高斯-洛伦兹分峰拟合模型;基于所构建模型,依次对光条图像进行灰度归一化、感兴趣区域提取、高斯-洛伦兹分峰拟合、去洛伦兹分量处理,利用灰度重心法提取出精确的光条中心。对比实验结果表明,本文方法对不同类型光条图像的提取具有适用性强、精确度高,但耗时长的特点;然而对强漫反射和镜面反射光条的提取耗时仅为当前效果最好Steger法的1/2。
测量 线结构光 高斯-洛伦兹模型 分峰拟合 光条中心提取 激光与光电子学进展
2019, 56(7): 071201
1 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室， 上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心， 北京 100049
3 中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室， 上海 201800
基于自主研发的大模场增益光纤和无源器件，采用双端抽运技术，搭建了一台全国产化10 kW 光纤激光器，实现了非线性效应抑制。该激光器的功率放大器的输出功率达到10.14 kW，中心波长为1070.36 nm，3 dB光谱带宽为5.32 nm。其主放大级最大光-光转换效率为87.8%，斜率效率为89.2%，成为目前国内报道的效率最高的10 kW级光纤激光器。
激光器 掺镱光纤 主振荡放大 高效率
1 同济大学 先进微结构材料教育部重点实验室, 上海 200092
2 同济大学 物理科学与工程学院 精密光学工程技术研究所, 上海 200092
3 天津津航技术物理研究所 天津市薄膜光学重点实验室, 天津 300192
4 光驰科技(上海)有限公司, 上海 200444
5 中航工业洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471000
2 μm波段激光器在环境探测、测风雷达、生物组织切割、光电对抗等领域都有重要的应用价值和前景。而此波段的薄膜通常采用折射率较高的硫化物、砷化物等软膜材料来制备, 为了提升该波段薄膜的损伤性能, 采用折射率相对较低但能带隙更宽的氧化物材料来制备。利用傅里叶红外光谱仪和弱吸收测试仪分析表征了薄膜中OH基含量的多少和薄膜整体吸收的大小, 通过优化工艺, 成功制备出了满足2 020 nm的铥(Tm)激光器使用要求的多层介质薄膜。利用微分干涉显微镜观察了经过激光损伤测试薄膜的损伤形貌, 结合薄膜中电场分布和应力测试结果, 分析探讨了此薄膜的损伤机理, 提出进一步优化薄膜损伤特性的方案。
氧化物薄膜 2 μm波段 激光损伤 oxide film 2 μm waveband laser damage 红外与激光工程
2016, 45(5): 0521001
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.
雪崩晶体管 传输线负载 阻抗匹配 脉冲后沿
