激光制导中偏振态动态检测技术研究

研究了激光制导中弹体旋转或光场时变与光速偏振态间的关系,在对偏振光信号特征参数分析的基础上,介绍了一种动态检测光偏振状态的方法,采用特定的相位延迟器及差和比的数据处理方式,可以消除测量装置与偏振光相对旋转的影响,并利用琼斯矩阵法分析了这一工作原理.研制的测量装置能实时给出偏振光的旋向和椭圆度.实验结果表明,相对旋转对偏振态测量的影响确实可以消除.     

图像测温法用于转炉炼钢终点控制

目前转炉炼钢中常用插入式热电偶测定钢水温度,再结合人工经验判断来控制炼钢终点.这种方法成本高且效率低.为了在线动态地实现转炉炼钢的终点控制,设计新的非接触式测温系统.该系统基于连续采集到的转炉炉口火焰图像,利用已建立的彩色CCD三色测温模型演算出火焰温度,得到吹炼过程中的温度变化曲线.实验表明,该方法为转炉炼钢的终点控制提供了相对便捷的判定方法.     

基于FSVM的转炉终点光辐射状态识别

针对转炉冶炼终点传统人工肉眼看火判断存在着诸多不确定性问题,研究了一种基于模糊支持向量机的光辐射状态识别实现转炉终点判断的方法。设计了非接触式炉口光辐射采集系统,基于炉口火焰辐射规律分析,分别提取了通过高斯函数拟合表征光谱整体特征的三参数和两个发射峰离散谱参数作为支持向量机的输入,通过相关性分析选出生产过程中氧量、动枪幅度、爽枪时间、加料量参数构建子样本特征量,采用样本到类间距离的方法计算隶属度因子,建立了模糊支持向量机识别模型并进行了测试实验。实验结果表明,提出的方法对不同操作工况下的终点光辐射识别精度优于人工方法和传统SVM方法,可为转炉终点的准确判断提供依据。     

激光偏振编码制导中CdTe晶体编码技术研究

针对激光驾束制导系统光束能量调制方式的原理缺陷,讨论了用电光晶体的电光效应实现空间偏振编码的原理.对适于10.μm激光的CdTe晶体的电光效应进行了理论分析,在此基础上设计了基于普科尔效应的空间偏振编码调制器.确定了X,Y,Z轴方向加电场具有相同的效应,采用横向运用方式,使得经过编码器后的线偏振光形成最上方近似右旋圆偏振光到中间的线偏振光再到最下方的左旋圆偏振光的偏振态梯度分布,从而实现对弹的偏振制导.     

圆艾里高斯涡旋光在各向异性非Kolmogorov湍流大气中的传输

采用非均匀采样与功率谱反演法产生与湍流尺度相关的各向异性非Kolmogorov湍流随机相位屏,进而利用空间光调制器模拟研究圆艾里高斯涡旋光束在大气湍流中的漂移特性和轨道角动量态变化。数值模拟和光学实验结果均表明,圆艾里高斯涡旋光束的漂移值随光束衰减系数、光束主半径、大气湍流外尺度和传输距离的增大而增大,随湍流各向异性系数和光束拓扑荷值的增大而减小,并且在湍流幂律值为3.3附近有极大值。此外,通过对比圆艾里高斯涡旋光束经过大气湍流前后的干涉条纹图样,发现整数阶时拓扑荷值越小,光束经过湍流之后拓扑荷值稳定性就越好。     

炉口光强特征用于转炉炼钢终点控制初探

基于炼钢过程中碳氧反应的特征,提出利用炉口光强信息进行转炉炼钢终点判断.介绍了基于单片机的炉口光强采集系统,通过实验找到炼钢过程中炉口光强特征的变化规律,并提出了一些抗干扰的措施.在实验的基础上,实现了一种新型的、基于炉口光强信息的、低成本、简单可靠能够适应炼钢现场恶劣环境的终点在线测量控制方法及测试系统.     

窄脉冲大电流半导体激光器驱动的研究

比较了半导体激光器驱动的几种设计方案,提出一种新的以VMOS功率场效应管为核心的半导体激光器的驱动方案,设计了脉宽可调,重复频率可选,具有恒温控制的激励器。     

随机电磁光束通过像散光学系统后的偏振恒定性

基于高斯-谢尔模型光源模型及柯林斯衍射积分公式,通过近似求解得到了随机电磁光束通过像散光学系统传输后其偏振度保持恒定的充分条件。解析结果及数值模拟仿真结果均显示,当光学系统像散系数足够大且与光源参数存在一定的制约关系时,光束传输后参考平面处偏振度保持恒定并且与光源处初始偏振度相同。该充分条件的成立性不受光学系统元素及传输距离等其他因素的制约,因此具有一定的独立性。该充分条件对于光学系统偏振成像及光路偏振探测等实际应用工程具有潜在的理论参考价值。     

光谱图像分析用于转炉终点实时预测

提出了通过分析转炉炉口辐射的光谱图像信息,实现转炉炼钢在线终点预测的方案.在该方案中,设计了火焰光强和视频捕获系统,通过编写相应代码,对采集数据进行分析,实时得到了吹炼过程中光强与图像特征值的变化情况,与经验炼钢的依据相符.通过统计逆向分析,选用几种特征变量,运用多元回归方法建立起不同炉次终点时刻的数学模型.模型通过了显著性检验,当误差不大于4 s时,模型的预测精度为90.4%,为在线动态预报转炉炼钢终点提供了一种便捷的方法.     

激光驾束制导偏振编码器设计参数

针对偏振编码激光驾束制导对编码器的要求,基于铌酸锂晶体的电光效应,设计了适用的编码器.编码器采用铌酸锂双晶体块空气层耦合,可以把线偏振光转换成与空间位置对应的多偏振态输出.对编码器设计中能量透过率、空气层厚度、调制电压等问题进行了分析,分析结果表明,空气层产生的光程差和空气层厚度成正比,和编码器的长高比成反比,半波电压与编码器的长高比成正比,采用铌酸锂双晶体耦合偏振编码器,编码器的长高比应大于2.7.实验结果表明:编码器可以实现空间偏振编码.