作者单位
摘要
1 中国人民解放军 32181部队,陕西 西安 710032
2 西安应用光学研究所,陕西 西安 710065
3 河北工业大学 人工智能与数据科学学院,天津 300131
4 郑州科技学院,河南 郑州 450064
基于CMOS器件的低照度夜视装备隐蔽性好,成本较红外热像装备低,是拓展人眼低照度条件下视觉感知的重要手段,在**和民用领域都有广泛应用。为满足夜间低照度天候条件下装备维修保障需求,设计了一款大视场低照度夜视头戴目镜光学系统。通过选择合适的光学玻璃材料,在可见/近红外波段均有很好的光谱响应。设计完成的大相对孔径目镜视场角为74.46°,焦距为46 mm,F数为1.2,畸变小于?7.14 %,系统总长小于80 mm,且镜头总质量小于100 g。该目镜在486 nm~950 nm光谱范围内能够满足夜间无照明条件下的维修、训练和场景观察,为低照度夜视头戴系统光学模组研制提供了新的技术手段。
光学系统 夜视头戴 目镜设计 大相对孔径 optical system night vision headwear eyepiece design large relative aperture 
应用光学
2023, 44(3): 636
作者单位
摘要
1 西北工业大学 航空学院,陕西 西安 710072
2 西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室,陕西 西安 710024
为了研究以激光为热源开展材料高温力学性能测试的可行性,建立理论模型与数值模型,分析了材料在双面均匀激光光斑加热下的表面及内部温升。结果表明,理想情况下采用均匀化激光双面辐照的加热方式可以在试件加热区域内形成较均匀的温度场。为验证上述结论,建立了光斑匀化度达92%的激光双面辐照热力耦合测试试验平台,并基于相关测试方法获取了传统加热方式难以快速加热的CFRP层合板高温拉伸强度。结果表明,试件在激光加热中心测试区域(10 mm×10 mm)内的温度均匀性良好。试件在均匀化激光双面辐照下可被快速加热至923 ℃,测试区域内的最大温度波动为6.8%。文中提出的基于均匀化激光双面辐照的热力耦合测试方法相比传统测试方法具有通用性好、温升率高、测试温度高、测试效率高等一系列的优点。该研究可为进一步研制通用型材料/结构高温升率、高温力学性能试验系统提供关键技术支撑。
双面辐照 均匀激光 高温 拉伸强度 CFRP double-sided irradiation uniform laser high temperature tensile strength CFRP 
红外与激光工程
2023, 52(1): 20220329
作者单位
摘要
西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室,陕西 西安 710024
当激光辐照玻璃钢烧蚀碳化至一定程度时,产生的树脂碳产物对微波传输产生衰减作用。针对该现象,开展了数值建模研究,将激光辐照-微波传输衰减效应分解为激光辐照、材料热响应、提取模型表征量、微波传输衰减分析等过程。通过玻璃钢材料的激光耦合特性和表面温度测试,对建立的玻璃钢层合板激光辐照温度场计算模型进行了验证;通过材料体温度分布的时间演进分析,提取了网格单元温度超过阈值温度的持续时间加权和St, Tc、网格单元温度超过阈值温度的持续时间与温度乘积的加权和STt, Tc两个模型表征量,采用单个实验数据标定系数、整体数据点匹配分析方法,对微波传输衰减实验与数值模拟结果进行了分析。分析结果表明,St, TcSTt, Tc更适于表征玻璃钢烧蚀碳化致微波传输衰减效应,温度阈值为873 ℃时计算结果与实验结果最匹配,其R2为0.9956。这说明,通过计算激光辐照玻璃钢温度响应并提取微波传输衰减效应表征量St, Tc,可实现对玻璃钢激光烧蚀碳化致微波传输衰减效应的模拟和预测。
玻璃钢 碳化 微波传输衰减 数值模拟 GFRP carbonization microwave transmission decay numerical simulation 
红外与激光工程
2021, 50(12): 20210137
作者单位
摘要
1 北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室, 北京 100081
2 南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
提出了一种针对宽视场偏振调制显微成像的顾及多降晰因素的点扩展函数(PSF)估计与图像重构的正则化方法,对降晰过程中图像因偏振角调制曲线的拟合偏差、光学系统退化和电荷耦合器件(CCD)离散欠采样而退化的PSF估计选用了自适应的变指数函数正则化模型,充分利用获取的图像内容特性选用可变的正则化范数,有效抑制了全变分(TV)正则化的阶梯效应和Tikhonov正则化保边性差的缺点。求解过程采用了优化的Split-Bregman迭代算法,在保证估计精度的同时降低了计算复杂度。实验结果表明,本文提出的方法能有效估计出成像退化的PSF,重建的噪声鲁棒性更好。
成像系统 变指数正则化 图像重构 偏振成像 
光学学报
2020, 40(1): 0111025
Author Affiliations
Abstract
School of Electronic and Optical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China
This Letter tackles the issue of non-contact detection of ultrasonic fields by utilizing a novel optical method based on the parametric indirect microscopic imaging (PIMI) technique. A general theoretical model describing the three-dimensional anisotropic photoelastic effect in solid was developed. The mechanism of polarization status variations of light passing through the stress and strain fields was analyzed. Non-contact measurements of the ultrasonic field propagating in an isotropic quartz glass have been fulfilled by the PIMI technique under different ultrasonic excitation conditions. PIMI parameters such as sin δ, Φ, and the Stokes parameters have been found to be sensitive to ultrasonic fields.
170.7170 Ultrasound 260.5430 Polarization 260.1440 Birefringence 
Chinese Optics Letters
2019, 17(4): 041702
作者单位
摘要
西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室,陕西 西安 710024
为研究复合材料的热解问题,设计了氮气流保护条件下的低功率密度辐照实验,获得了不同辐照时间和不同功率密度下碳纤维环氧树脂复合材料层合板的热解规律。实验结果表明:试样质量损失随辐照时间持续呈单调增大趋势,但热烧蚀率却逐渐减小并有稳定趋势;试样质量损失与功率密度呈线性关系;激光功率密度的增加可提高热烧蚀率,但随功率密度的增加,试样热烧蚀率增幅减小并有饱和趋势。
激光辐照 复合材料 氮气流 热解 laser irradiation composite nitrogen flow pyrolysis 
红外与激光工程
2016, 45(3): 0306001
作者单位
摘要
西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室,陕西 西安 710024
提出了基于能量沉积的γ辐射对光纤折射率的影响分析方法,计算了光纤的色散变量随光纤的V参数、折射率变化,开展了γ辐射对光纤色散影响的测量实验,得到了光纤的色散系数随辐射剂量变化数据。实验及理论计算结果表明:(1) 光纤的色散系数随γ辐射剂量的增加而增大,在一定的剂量(0~500 Gy)范围内,光纤色散增加量呈逐渐饱和趋势;(2) γ辐射导致光纤折射率发生变化,从而引起材料色散的变化,辐射效应中的电子密度增大是折射率改变的主要因素;(3) 辐射感生损耗引起的信号幅度降低要比辐射感生色散引起的脉冲展宽明显,对于暴露在核辐射环境中的长距离光纤,其脉冲信号产生的畸变是两者同时存在并共同作用的结果。
γ辐射 光纤 色散 折射率 Gamma-ray radiation optical fiber dispersion refractive index 
红外与激光工程
2016, 45(1): 0118001
作者单位
摘要
西北核技术研究所, 激光与物质相互作用国家重点实验室, 西安 710024
碳烟的消光表征方法有很多种,但对于评价不稳定分布的碳烟体系,需要花费较大的代价。基于RDG-FA理论提出了一种相对简便易行的适用于不稳定分布碳烟的消光表征方法,即以碳烟的质量浓度权重的平均质量消光系数来评价碳烟的消光特性。根据理论推导,碳烟的消光系数为平均质量消光系数和总质量浓度之积,而平均质量消光系数表达式中的各项均可通过理论分析、计算和实验方法得到。另外,对平均质量消光系数随碳烟粒径和聚合粒子尺寸的变化规律进行了理论分析,预测随着碳烟粒径和聚合粒子尺寸减小,碳烟的平均质量消光系数先快速减小,然后进入缓变区,慢慢减小。
碳烟 消光表征 RDG-DA理论 平均质量消光系数 soot extinction characterization RDG-FA theory mean mass extinction coefficient 
强激光与粒子束
2015, 27(11): 111006
作者单位
摘要
西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 西安 710024
为了研究流场中碳纤维增强环氧树脂复合材料在激光辐照时产生的烧蚀羽烟对入射激光的屏蔽效应,通过对朗伯-比尔定律进行分析,得到了评价羽烟消光性能的平均质量消光系数的表达式,其与羽烟场浓度和激光透过率相关。采用激光诱导炽光法(LII)和激光消光法,搭建了羽烟消光性能联合诊断实验平台,使待测激光落于LII的激发光平面上,通过同步采集待测激光的透过率和LII信号,获得激发光平面上羽烟浓度场和激光消光比,得到羽烟在不同气流速度下的平均质量消光系数。实验得到气流速度为7,10,20 m/s时羽烟对1064 nm激光的归一化质量消光系数分别为2.51,1.08,1.00。实验发现,质量消光系数受到气流速度影响,当气流速度较低时质量消光系数曲线波动幅度大,且曲线均值较大; 当气流速度较高时质量消光系数趋于稳定且均值较小。
激光诱导炽光法 消光法 质量消光系数 碳纤维复合材料 烧蚀羽烟 laser induced incandescence light extinction method mass extinction coefficient carbon fiber composite material ablating soot 
强激光与粒子束
2015, 27(4): 041018
作者单位
摘要
西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
烧蚀热可用于材料抗激光加固性能表征和材料的激光加工效率描述。实验研究了亚音速表面切向空气气流速度和激光功率密度对玻璃纤维/树脂复合材料烧蚀热的影响规律,结果表明,相同气流速度下,烧蚀热在100~500 W/cm2 激光功率密度范围内先迅速降低然后趋于稳定,转折点约位于200 W/cm2;相同激光作用下,功率密度较低时,烧蚀热随着气流速度提升而变大,功率密度高于一定值(约200 W/cm2)后,烧蚀热随气流速度提升而降低。分析认为材料内部扩散、热解气体燃烧、残碳氧化放热、辐射能量损失、气流剥蚀等多个因素的竞争是激光能量利用效率变化的原因。
激光光学 激光辐照效应 烧蚀热 玻璃纤维复合材料 切向气流速度 激光功率密度 
中国激光
2015, 42(3): 0306004

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