微结构光栅在材料光谱发射率控制方面具有独特的优势和广阔的应用前景。利用严格耦合波分析 (RCWA), 结合铁的电磁参数, 考察了铁微结构发射率在红外波段的光谱选择性, 并结合光栅区场的分布特征, 分析了形成光谱和极化选择性的物理机理。所分析结构在红外发射率控制的相关应用中具有指导意义。

构建了一种绝缘体-金属-绝缘体的表面等离子体激元的产生界面, 根据麦克斯韦方程组及边界条件, 分析了金属表面的色散特性, 同时利用时域有限差分(FDTD)方法分别模拟了Bow-tie纳米结构和矩形纳米结构在单光源辐射下的场增强效应, 以及双Bow-tie纳米结构分别在单、双光源辐照下的场增强效果, 通过对比分析模拟结果可发现, 在等离子体激元共振的场增强中电荷的尖端效应发挥着重要作用, 而且场增强幅度与纳米结构之间的距离有关, 只有当纳米结构之间的距离合适时, 才能使其获得最大场增强效应。

针对LED高光效、低功耗的要求, 在分析LED光学性能的基础上, 采用了COB(chip on board)即板上芯片封装技术。研究了不同电流下和点亮不同时间后, 分析其LED光通量、光效和色温。研究分析影响LED光学性能的因素并进行测试。结果表明, 用两种色温接近3 000 K的样品, 电流由500 mA增大到900 mA, 色温升高了1.685%、2.626%, 光通量也随着电流的变大而升高68.532%、84.625%, 但相反光效却降低了13.535%、9.971%; 而在电流保持不变的情况下, 点亮的时间由0~1 min、0~5 min、0~10 min, 其色温分别上升了0.537%、1.209%、2.384%; 0.369%、1.104%、2.943%, 同时, 光通量分别降低1.474%、4.855%、7.493%; 2.073%、3.859%、7.793%, 光效也分别降低2.527%、4.617%、6.671%; 2.171%、4.903%、7.579%。实验发现, 电流与点亮时间直接影响LED光学性能。

从烟幕湍流扩散的浓度方程出发, 分析了烟幕云团湍流运动的基本特征, 并通过试验分析烟幕弹静爆和发烟机喷射后, 几种烟幕材料成烟在近地面的运动特性和扩散趋势, 以便在以后对烟幕扩散模式研究中, 通过确定一定试验条件下的扩散方差/扩散系数, 建立起烟源特征参数(烟剂装填量等)、大气环境与效应参数(消光遮蔽性能等)的关系, 最终评价烟幕的遮蔽面积、留空时间等实际使用性能。

在双边总变分(BTV)正则化方法中, 由于同时考虑了周围像素与中心像素的几何距离和灰度相似性, 获得了比Tikhonov正则化方法和总变分(TV)正则化方法更好的重建质量。然而, 在BTV方法中, 由于正则化参数λ为一个定值, 使得该方法不能同时保持图像的边缘纹理信息和抑制图像噪声。针对这个问题, 提出一种图像局部纹理特征自适应的正则化重建方法, 基于灰度共生矩阵提取图像局部纹理特征, 建立正则化参数与图像局部纹理特征的函数关系, 使正则化参数λ随图像局部纹理特征自适应调整。实验结果显示, 与BTV方法相比, 该方法能使图像的边缘和纹理细节重建效果更好, 并有效抑制噪声。

针对灰度图像目标色彩信息贫乏从而易陷于局部相似, 致使跟踪点发生漂移导致跟踪失败的问题, 构建了一种基于均值偏移的改进算法, 在直方图模式中加入了目标对比度均值差分、平均梯度强度及局部灰度概率等特征, 增加了目标特征维数, 对目标进行精细刻画。并结合粒子滤波, 有效提高灰度成像目标的跟踪稳定性和精确定位问题。试验结果表明, 这种方法能够在较复杂背景下及目标快速运动时对锁定目标进行有效的跟踪定位, 跟踪误差小, 鲁棒性较强。

提出基于图像处理的图像非均匀性检测方法, 作为判断红外成像设备工作正常与否的依据。以标准红外成像设备所成图像为标准图像, 在测试条件不变的情况下, 利用待测红外成像设备捕获红外图像, 与标准图像做差, 对差值图像二值化处理, 求出设备标准差。根据罗曼诺夫准则思想, 建立红外成像设备非均匀性判定准则, 利用待测设备标准差来判断设备是否存在着非均匀性。

交互式多模型粒子滤波是一种融合了交互式多模型和粒子滤波的目标跟踪算法。为了便于对交互式多模型粒子滤波算法在声源跟踪的性能分析, 首先阐述了交互式多模型粒子滤波算法的原理; 然后对整个算法用到的关键参数进行了分析并对改进算法进行了归纳整理; 最后对交互式多模型粒子滤波在声源跟踪当中的应用进行了仿真并指出未来的研究方向。

对航空相机故障的诊断只能判断到系统级, 而不能诊断出具体出现故障环节, 文中在研究航空相机调焦系统工作原理的基础上, 针对航空相机调焦系统测控流程分析其故障原理, 详细对可能出现故障的具体环节:行程开关、高精度位置传感器、驱动器及电机、RS422通信, 通信请求进行研究, 建立故障诊断系统, 完成对CCD航空相机调焦系统具体环节的故障诊断。

硅光电倍增管(SiPM)是一种新型的光电探测器件, 具有增益高、灵敏度高、偏置电压低、对磁场不敏感、结构紧凑等特点。研究并设计了硅光电倍增管(SiPM)的适配电路, 包括电源电路及跨阻放大电路。应用仿真软件对设计的电路进行仿真, 并对电路的结构参数进行了优化。最后, 制作了适配电路。测试结果表明, 该适配电路对频率100 kHz的光信号有较好的输出响应, 输出幅值达到伏级, 满足设计要求。

激光器是理想的电光直接转换器件, 延长半导体激光器的使用寿命, 提高半导体激光器的可靠性, 是大功率半导体激光器的研究热点。文中采用温度应力加速和电流步进应力两种老化方法对808 nm的大功率半导体激光器进行老化试验, 得到寿命分别为1 682 h和1 498 h, 实验结果基本一致, 并在显微镜下观察破坏性老化试验之后的器件, 分析得到失效原因主要来自腔面退化、焊料退化和欧姆接触不良。

针对步进电机控制器性能检测及故障定位等测试需求, 介绍了一种步进电机控制器检测仪的设计方法, 实现了对步进电机控制器状态、转动角度及转动时间的检测, 重点阐述了基于单片机AT89C52的硬件组成及基于C51语言的软件设计。

基于光散射法的PM2.5检测具有原理简单、数据采集和处理简单、测量结果准确等优点, 成为PM2.5检测的主要方法之一。PM2.5检测系统采用模块化设计, 由光电采集模块、控制处理模块、显示预警模块和电源模块四部分组成, 实现PM2.5的实时监控和预警。Proteus仿真结果显示, 系统检测准确, 误差在可控范围。系统硬件调试测试后, 可实时显示PM2.5的粒子数, 达到预定值时, 蜂鸣器报警。

提出了一种基于双向反射比系数理论的自然地物激光反射特性的间接测量方法, 在不同角度处利用激光探测器采集同一位置处所选自然地物和漫反射板对1.06 μm激光的响应幅度数据, 计算二者之间的比值即可得到此地物在不同角度上的双向反射比系数, 间接的反应不同地物对激光的反射特性。并利用该方法测试了杂草(丘陵类)、红土和风化岩石的双向反射比系数值, 试验验证了方法的工程应用可行性。

卫星工具软件包(STK)是航天领域进行卫星系统仿真和分析的重要工具, 能够满足卫星二维和三维的可视化仿真要求。研究了航天器的轨道模型和星座构型, 利用STK(卫星工具包)的可视化功能演示航天器的在轨运行情况, 利用STK强大的报告生成功能生成航天器对目标的可见性报告, 并对航天器进行精确轨道预报, 最后搭建了仿真系统, 给出了仿真结果。

针对内触发的壳体电容电子测压器易发生误触发与不触发, 插线通信方式繁琐且通信插口易磨损等缺点, 设计了光触发与红外通信的壳体电容测压器。设计了高强度透明屏蔽关窗复合结构与光电触发电路, 保证测试场中光能触发测压器采集存储压力信号, 同时屏蔽对测试电路有害的干扰电磁场波段。设计了红外通信接口, 实现了测压器与上位机的正常通信。测试实验表明, 改进后的测压器能可靠工作。

区域目标电子防护系统是一个集多种威胁源、多种对抗设备组成的体系对抗系统。其作战效能评估根据威胁分析、交战模式、环境及影响, 确定系统任务, 对区域目标生存能力进行评估。然后再利用试验和仿真结果, 对模型进行验证和修正。

随着微电子、光电子、太阳能光伏技术的发展以及光学与电子学的融合及国内外市场竞争的日趋激烈, 以非球面光学元件为代表的先进技术日益成为一个国家制造实力的重要体现, 发展新的非球面加工技术, 提高加工精度和效率, 降低加工成本是不懈追求的目标。针对[Φ76.2]mm非球面透镜, 对铣磨成型工艺、抛光工艺、抛光设备等相关工艺参数进行了研究, 采用弹性模预抛光与小磨头修正抛光相结合的两步研抛法对零件表面快速抛光, 给出了一套规范的非球面数控加工工艺, 并对影响因素进行了分析。

激光加工硅材料过程中产生的热效应现象对产品良率有不良影响。为了降低热效应现象的影响, 对激光辐照硅材料表面时硅材料的温度升高与分布情况进行了研究。使用光纤连续激光器作为光源辐照硅材料表面, 记录了硅材料在不同激光功率密度和照射时间情况下的温度升高与分布情况, 得到了实验数据。并根据实验条件和参数进行了仿真建模和模拟计算, 得到了激光辐照下硅材料温度分布模型, 该模型仿真数据与实验结果基本吻合, 可通过修改该模型参数进行激光加工进行模拟实验, 为激光加工时的参数选择提供了实验依据。

介绍了轴承内圈径向跳动的测量方法及成对轴承的安装方式。通过对成对轴承径向跳动方向相反和相同的两种安装方式进行比较分析, 得出轴承与径向跳动方向一致安装时, 可以通过增大轴线的平移误差来减小轴系晃动误差的方法, 达到补偿轴系误差的效果, 有效地提高了轴系的回转精度。P5级成对轴承经误差补偿后, 轴系的最大晃动误差为2.45角秒。