天基观测条件下复杂环境对空中弱小目标可探测性的影响

针对天基观测复杂环境下空中弱小目标远程广域探测的需求,立足于天基光学探测链路,分析太阳光照、云层及地表等复杂背景环境与目标辐射的相互作用机理,在此基础上提出影响天基目标光学特性的探测场景环境要素;然后结合目标的可探测性表征,分析在不同探测谱段情况下,不同光照、地表背景类型及云层等复杂环境要素对目标可探测性的影响规律;最后以某典型目标为例,结合现有的目标特性认知与理论建模,分析得出复杂环境要素的影响排序,并根据目标信杂比随谱段的变化特性,提出探测谱段的优选建议,为我国隐身/反隐飞行器设计、探测系统设计及信息处理算法优化提供理论依据与科学指导.     

THz技术在大气探测领域的应用研究进展

THz波的频段范围（0.1~10 THz）及其特性使THz波具有较高的空间分辨率及大气参数灵敏性,同时THz辐射在地球辐射平衡中的重要作用决定了其在大气探测领域有重大的研究价值和广阔的应用前景。介绍了THz技术在大气探测领域的应用现状,重点分析介绍了THz波遥感探测大气水汽廓线、温度廓线、卷云的微物理参数及大气微量气体成分的原理、特性及存在的问题,最后对THz波大气探测技术的研究提出几点建议和展望,并指出了当前THz波大气探测技术的研究前沿和研究热点。     

理想介质中太赫兹波传输过程仿真

THz波与介质之间的相互作用及其在介质中的传输特性是THz技术研究领域内的基础问题,是THz辐射探测、成像及无损探测等系统设计的重要依据。针对介质中THz波传输问题,从电磁传输理论出发,同时结合国内外相关文献中的实验结果报道,利用系统分析的思想,分别构建了THz波在均匀介质和理想缺陷介质中的传输模型,并给出了相应的系统传输函数,最后结合仿真实验,对上述传输模型的有效性与合理性进行了验证和分析。仿真结果符合基本的物理规律,且与实际观测现象具有较好的一致性,因此所做工作及结论,对于深化THz波与介质相互作用及传输机理的认识均具有一定的借鉴意义。     

基于超快激光技术的THz波产生和探测

主要介绍利用超快激光技术产生和探测THz波辐射。THz波探测方法包括电光取样和空气探测。电光取样利用光学电光效应,采用探测激光偏振态的改变得到THz电场时域波形,广泛应用在TDS系统中。空气探测方法利用激光在空气中的三阶非线性效应,可以测得THz时域波形,并且该方法没有晶体的限制,因此可以探测频谱较宽的THz脉冲。产生THz的方法主要包括光电导天线、光学Dember效应、光整流和激光等离子体。其中前三者受到材料本征声子的影响,产生的THz谱宽有一定限制。倾斜激光脉冲波前入射非线性晶体光整流可以产生很强的THz波。双色飞秒激光脉冲与空气等离子体作用,可以产生较强的宽谱THz辐射,并且其谱宽与激光脉冲宽度密切相关。     

聚乙烯材料的THz吸收特性实验

THz辐射能够穿透很多对可见光不透明的非金属、非极性材料,而用x辐射对这些材料成像的对比度又相对低,因此,THz成像在军事和安全领域日益受到重视.对成像材料的THz特性的实际测量是THz成像技术的重要组成部分.文中利用CO2泵浦THz激光对聚乙烯材料的THz吸收特性进行了实验研究.根据实验数据拟合得出所用聚乙烯材料在70.51、96.5、118.83、122.4、158.51、184.31、214.58 μm波长的吸收系数.     

空中弱目标天基光学探测性能表征及匹配设计方法

针对远距离空中弱目标光学探测的需求,提出天基探测系统性能表征与关键指标匹配设计方法.首先立足于天基光学探测全链路,分析得出影响天基观测条件下空中复杂环境背景中弱目标光学探测的主要因素,包括场景杂波、探测系统的光谱辐射尺度、几何尺度等;然后对上述影响因素进行表征建模,建立目标的图像信噪比与影响要素之间的关系模型,即探测系统性能表征模型;最后以典型探测场景为例,通过研究目标在不同场景杂波及探测多尺度耦合特性下的信噪比变化规律,提出探测谱段优选及其与空间分辨率的匹配设计建议,可为我国天基探测系统设计、指标论证、信息处理算法优化提供理论依据与科学指导.     

THz时域频谱技术中若干效应的研究

在电磁波谱中所处的特殊位置使得THz波在物理、化学、生物医学、电子科学、材料科学、环境监测等领域有着广泛的应用前景。讨论了THz时域频谱技术的若干关键问题：THz发射晶体的双光子吸收、衍射效应和非线性效应（Kerr效应和类Kerr效应）等对THz产生效率的影响,THz辐射脉冲的载波包络相位差,THz小波变换频谱技术,以及利用光子晶体光纤飞秒激光作为激发源对THz时域频谱系统进行小型化和提高能量的方案。     

THz波大气探测仪器发展现状研究

THz波在电磁波谱中位于微波至红外波段的过渡区域,其特性在空间研究及应用领域具有独特的优势,THz频段的大气遥感仪器可以为探测地球大气信息提供全新的视角,在大气科学领域展现出良好的应用前景。介绍了THz技术在大气探测领域的主要应用,综述了国内外THz频段的大气观测仪器的研究现状,通过各仪器关键指标参数的对比分析,总结了THz大气观测仪器的发展趋势及发展前景,并提出了发展THz大气遥感技术的建议。     

大气层外弹道目标红外辐射特性研究

针对来袭弹道导弹大气层外飞行过程中的目标识别问题,提出了对弹道目标的红外辐射探测仿真方法。红外辐射特性是大气层外弹道式目标的基本特性之一,也是开展目标识别的重要依据。对于弹道式目标的红外辐射特性识别的需求,本文开展了天基红外传感器对大气层外弹道式目标探测红外辐射特性的建模与仿真研究工作。首先建立了天基红外传感器对大气层外弹道式目标探测的红外辐射计算模型,接着基于STK/EOIR开展了典型目标的红外辐射特性仿真,最后分析了弹头目标和诱饵的红外辐射特性。     

THz射线产生技术及应用最新进展

THz电磁脉冲是由超短激光脉冲选通半导体光导开关后产生的超宽频带电磁辐射,在很多基础研究领域、工业应用领域以及军事领域中有相当重要的应用。作者就THz电磁脉冲的产生技术、探测技术作了较全面的评述。对其若干重要应用研究成果包括THz时域光谱技术(TDS)、THz二维成像技术等也进行了分析。