基于圆孔阵列调制的“猫眼”目标隐身技术

针对激光主动探测技术对光电装备造成的探测威胁,在不改变光电装备光学结构以及有限"牺牲"成像质量的前提下,提出利用圆孔阵列的光强调制作用降低光电装备的"猫眼"效应,实现隐身。基于单孔衍射成像原理及空间平移效应,从理论上给出并仿真分析了圆孔阵列远场夫琅和费衍射的光强分布特性,利用实验的方法对圆孔阵列用于"猫眼"目标隐身的效果进行了验证。结果表明,利用圆孔阵列可实现对典型"猫眼"目标回波的光强调制并造成回波损耗,"猫眼"目标隐身效果明显。     

日盲型紫外探测系统的探测距离模型及实验研究

日盲区的存在,给近地探测240～280 nm范围的紫外辐射提供了良好的背景.本文设计了一套成像型日盲紫外探测实验系统.从辐射能量传递的角度出发,借鉴凝视型红外搜索跟踪系统的分析方法,推导了紫外探测系统的探测距离模型.以氘灯为探测目标,在三种典型天气条件下对实验系统进行了探测距离实验.结果表明,采用探测距离模型的计算值和实验测量值有较好的吻合,为紫外探测系统的设计和性能评估提供了重要的理论和实验基础.     

线阵推扫式激光成像引信探测技术

针对环视扫描式激光成像引信探测存在着需要光机扫描和较高的激光脉冲重复频率等问题,提出了一种线阵推扫式激光成像引信探测模式并分析了其探测机理.以对坦克目标探测为例,设计了线阵推扫式激光成像引信探测系统,该探测系统采用线阵半导体激光器阵列发射脉冲激光,线阵光电探测器阵列并行接收来实现一维扫描,弹的飞行实现另一维扫描,在获取目标距离信息基础上进行成像.在对阵列单元激光脚印尺寸大小计算的基础上,确定了该探测系统的基本参数包括所需线阵元数、生成图像大小,半导体激光器阵列的脉冲重复频率和峰值功率等,为系统的工程实现提供了理论依据和设计指导.     

"猫眼效应"在激光主动探测中的实现

本文根据光学系统的"猫眼效应",分析了其产生机理及离焦量对其的影响,理论上得到了激光发射功率与探测距离的对应关系.通过反狙击系统的设计实验,验证了其用于激光侦察的可行性.对空间目标识别、跟踪和瞄准有一定的参考意义.     

塑闪型车载式放射性探测系统的最小可探测活度的估算

根据塑闪型车载式放射性探测系统的性能特点,通过理论模型和实验相结合的方法研究最小可探测活度的测量与估算方法。结果表明:(1) 估算塑闪型车载式放射性探测系统最小可探测活度时,探测系统的参考活度响应应在距离车体20m范围内进行测量;(2) 参考活度响应与距离x之间的关系模型为2个e指数相加模型,可据此模型估算具体位置处的最小可探测活度,也可在参考源活度已知的情况下,估算该车载式放射性探测系统的可探测距离。研究建立的最小可探测活度估算方法可为塑闪型车载式放射性探测系统技术性能评价与应用提供参考。     

简易估计激光探测系统作用距离

为了测试评估激光探测系统的有效作用距离,基于室内大气激光传输过程模拟,本文提出一种简易估计激光探测作用距离的方法,分析了大气传输的特性及室内模拟实现方法,模拟搭建了激光探测系统并对其进行了室内试验测试和外场实地验证,得到了一些有益参考数据,针对室内.外场试验数据偏差现象,定性分析了误差影响因素.试验结果表明,该方法简单、可行,可简易估计激光探测系统的作用距离,为外场测试提供参照范围,增强外场测试针对性进而提高测试效率,为测试评估激光探测系统作用距离提供了有益参考.     

一种应用于水下目标探测的激光声系统

用激光在海洋中产生声波的方式机动性非常好,在海洋监测方面具有非常强的潜在应用前景.介绍了已经成功研制出的一套可以用于水下目标探测的激光声技术实验系统,详尽地介绍了用于水下目标探测的激光声系统原理、硬件设计以及软件设计.该系统不仅通过了实验室的试验,并且参加了海上试验,实验结果表明本系统的原理正确,性能良好,工作稳定可靠,能够检测到水中目标的回波,探测到水下目标.说明激光声技术用于水下目标探测是切实可行的,这套激光声探测系统的研制成功填补了国内的空白.     

基于静电感应的引信目标探测传感器研究

针对复杂干扰环境中传统引信目标探测系统无法稳定工作的问题,探讨了一种新型目标探测体制.基于静电感应基本理论,建立了静电引信探测传感器模型,设计和制作了高灵敏度的静电引信探测传感器和微弱信号检测电路.在实验室环境条件下对探测系统进行实验研究,结果表明:理论分析和实验结果趋于一致;输出电压与系统增益、目标电荷、相对速度和距离相关;所设计电路能够满足引信的探测要求,可对静电引信目标探测系统在复杂环境下的工程化设计提供参考.     

基于边缘概率尺度的激光干扰效果评价方法

以现有的目标获取性能模型NVESD为基础,分析杂波对于"人在回路"系统目标获取性能的影响,并针 对激光干扰图像的特点,将杂波修正后的目标获取性能模型运用到激光干扰图像研究中,提出一种基于图像边缘概率尺度的激光干扰效果评价方法.该方法结合人眼的目标获取任务,从激光干扰如何影响人眼的搜索探测概率角度来研究激光干扰效果.对于CCD探测器的干扰实验结果表明,该方法能够反映激光干扰图像对于搜索探测概率的影响,较好地反映了激光干扰效果,从而验证了方法的有效性.     

扫描激光激发瑞利波探测材料表面微缺陷

提出了一种无损探测材料表面微小缺陷的新方法,利用移动扫描激光线源在材料表面激发的超声瑞利波,结合自行改进的差分式光偏转探测系统接收该超声波信号,并对该探测系统的测试原理进行了讨论;在利用系统进行实验研究时观察到:当激发激光源接近材料表面的人工缺陷时,探测信号的幅度会发生显著变化.通过对信号幅度变化规律的特征分析,可以对材料表面的微小缺陷进行诊断,亦证实了扫描激光线源技术在材料表面微小缺陷无损检测方面具有的应用价值.     

圆孔阵列对“猫眼”目标成像质量的影响分析

利用圆孔阵列光强调制作用可以有效减弱光学窗口的“猫眼”效应,同时也会对“猫眼”目标成像质量产生一定不利影响.考虑到利用调制传递函数(MTF)可对光电仪器成像质量进行综合评价,分别给出了测试望远系统和微光夜视系统MTF的数学模型,利用自行研制的光学仪器MTF数字化检测系统,实现了这两种典型“猫眼”目标MTF的数字化检测.结果表明,圆孔阵列在全空间频率上均使“猫眼”目标的MTF有所下降,且孔径较小、孔阵较密的圆孔阵列对“猫眼”目标MTF的影响较小,这为合理设计圆孔阵列结构以减小对“猫眼”目标成像质量的影响提供了可靠的实验数据.     

机床主轴回转精度的CCD测量系统

利用数字图像处理技术，建立了一套主轴回转精度的CCD测量系统。该系统由CCD光电检测系统、微机和数据处理软件组成。软件系统基于Matlab开发，硬件部分由高速CCD摄影机等组成。对数据处理和误差评定进行了探讨。该系统用于车床主轴回转精度的实际测量，取得了良好效果。     

Compact laser radar and three-dimensional camera

A novel three-dimensional (3D) camera is capable of providing high-precision 3D images in real time. The camera uses a diode laser to illuminate the scene, a shuttered solid-state charge-coupled device (CCD) sensor, and a simple phase detection technique based on the sensor shutter. The amplitude of the reflected signal carries the luminance information, while the phase of the signal carries range information. The system output is coded as a video signal. This camera offers significant advantages over existing technology. The precision in range is dependent only on phase shift and laser power and theoretically is far superior to existing time-of-flight laser radar systems. Other advantages are reduced size and simplicity and compact and inexpensive construction. We built a prototype that produced high-resolution images in range the (z) and x-y.     

基于环形激光的深孔内膛形貌检测系统研究

提出了一种基于环形激光的深孔内膛检测系统,该系统主要由环形激光发生器、反射锥镜、CCD相机以及驱动装置等组成。通过对环形激光器投射在被测身管内膛上的环形光斑进行成像和分析计算,可对身管内膛的一个截面形廓进行检测,并在驱动装置的驱动下,实现对深孔内膛形貌的三维检测。     

大口径精密光学元件质量检测装置

针对精密光学元件表面缺陷检测效率低、大口径元件不便于检测问题,设计了一种应用于大型激光装置的大口径光学元件缺陷检测装置。通过强光手电筒、LED灯及高亮度卤素灯3种光源对40 mm×40 mm的K9样片暗场成像对比实验,得知光照强度最大的卤素灯光源检测效果最佳。研究了基于线阵CCD扫描的三维电控平移台的运动机理,确保高精度图像的采集。在此基础上,分析了图像区域定位、二值化处理、缺陷的检测等关键技术,实现了元件的高精度、实时在线检测。     

两维悬浮式生物芯片及其检测方法研究

在目前悬浮生物芯片检测技术的基础上,提出了一种新颖的悬浮式生物芯片并行检测分析方法。液流推射装置产生平稳、均匀的悬浮式生物芯片溶液薄层二维微流场,使微球探针并行流入测试区域后暂时停止流动;用连续激光激发荧光,高灵敏度CCD凝结成像,实现悬浮式生物芯片的并行检测分析。采用液流周期性停止时间(100ms)与CCD曝光时间(100ms)相匹配的方法并行检测悬浮式生物芯片,每秒可检测约2000个微球探针信号。入射激光斜入射到检测面使激光光路与收集的荧光光路分离,极大提高了信噪比。采用窄带(带宽22nm)、高截止率(10-8)的滤色片有效地抑制了信号的串扰,相对误差可达3?0-5。     

Strategies for formaldehyde detection in flames and engines using a single-mode Nd:YAG/OPO laser system

This paper presents technical developments for the detection of formaldehyde (CH2O) using laser-induced fluorescence. The easily accessible third harmonic of the Nd:YAG laser at 355 nm was used for excitation of formaldehyde. In order to investigate potential background fluorescence, e.g., from large molecules such as polyaromatic hydrocarbons, special attention was paid to investigating the possibility of scanning the wavelength of a single-mode Nd:YAG laser under the gain profile, approximately 3 cm(-1), on and off resonance. Furthermore, a technique for simultaneous detection of formaldehyde and OH using one laser system is presented. The single-mode Nd: YAG laser at 355 nm in combination with an optical parametric oscillator (OPO) laser tuned to 283 nm was used for simultaneous two-dimensional imaging of both species using one charge-coupled device (CCD) detector equipped with a dual filter image separator. The techniques are demonstrated with measurements in laboratory flames and the combined measurements are also demonstrated in an engine.     

成像检测在DNA毛细管电泳中的应用

本文研究了成像检测方式以及阵列检测器在DNA毛细管电泳的荧光检测中的应用,目的在于减小检测过程引起的样品区带增宽,提高DNA毛细管电泳的分辨率和分离速度。依据分离度理论以及模拟计算结果,归纳了检测宽度的影响规律,指出减小检测宽度对于高效分离,特别是高速微流控系统电泳分离的重要性。实验测量并比较了成像检测与传统光强检测的结果。提出阵列检测器的信号增强方法,并进行了模拟验证。研究表明,成像检测可显著减小毛细管电泳的检测宽度,提高分离效率和分离速度。     

Comparison of nonintensified and intensified CCD detectors for laser-induced breakdown spectroscopy

The performance and sensitivity of an intensified CCD array system and a nonintensified CCD array detector system are compared for laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS). LIBS measurements were recorded in a calcium-based aerosol-seeded gas stream at ambient pressure. The signal-to-noise ratio based on the 393.37-nm calcium emission line was calculated as a function of detector delay with respect to the plasma-initiating laser pulse. Both ensemble-averaging and single-shot spectral analyses were performed. For all conditions, the intensified CCD system provided an enhanced signal-to-noise ratio compared with the nonintensified CCD system.