单脉冲激光对CCD探测器的硬损伤及损伤概率

在纳秒激光脉冲辐照下,随着CCD探测器损伤程度的加深,成像系统输出画面中先后出现点损伤、白线损伤以及完全失效等现象,且损伤阈值呈现出概率分布特性。实验激光波长为1 064 nm,首先采用n-on-1辐照模式,研究CCD探测器在不同损伤程度下的损伤现象,从器件工作原理的角度分析各种现象出现的机理。利用光学显微镜观察样品的损伤形貌,发现探测器的损伤部位从内部材料开始,逐渐发展到位于表面的微透镜结构。接下来,采用1-on-1辐照模式测量了点损伤和完全失效阶段的激光能量密度阈值,并以损伤概率的形式进行描述,得到实验样品的完全失效阈值在100 mJ/cm2左右。     

综合电子信息系统毁伤效果评估方法

为了对综合电子信息系统毁伤效果进行评估,确定了目标毁伤等级划分及判定准则,从综合电子信息系统的功能需求出发,对综合电子信息系统功能层次进行了分解,建立了综合电子信息系统的功能指标体系,在此基础上,借助模糊综合层次分析法思想,提出了一种综合电子信息系统毁伤效果评估方法,并通过实例进行了验证。实例结果表明,该方法能正确给出综合电子信息系统的毁伤等级。     

CCD损伤进程中光学成像系统猫眼回波特性研究

建立了CCD损伤进程中光学成像系统猫眼回波探测系统,记录了CCD损伤进程中光学成像系统猫眼回波功率与猫眼回波偏振度数据并绘制了变化曲线,分析了猫眼回波特性的变化机理、CCD损伤状态与猫眼回波功率、偏振度变化之间的联系,研究得出:光学成像系统CCD探测器件受脉冲激光辐照产生点损伤、线损伤至全靶面损伤进程中,猫眼回波功率、偏振度变化与CCD损伤状态变化没有良好的相关性,提高损伤激光能量使CCD受到首个脉冲辐照时完全损伤,在0~8个脉冲损伤进程中,猫眼回波功率与偏振度先增大后减小,再增大最后不断减小,可以此规律对CCD是否完全损伤进行判断。     

精确制导弹载实时摄影测量战场评估系统

精确打击需要及时对毁伤效果进行评估,以便确定射击是否转移、停止以及联合行动是否按计划推进等基本问题。目前的航空、航天摄影评估均不能完成上述任务。然而,基于卫星精确制导下的弹载摄影毁伤评估系统,可以让指挥机关在打击后的数十秒内获得毁伤图像。详细论述了基于北斗卫星导航精确制导下的巡航导弹、机载空对地导弹、空投卫星制导炸弹中的弹载毁伤评估系统的工作原理、基本技术参数、效果及推广前景。     

压电混凝土结构健康监测系统的开发与应用

基于压电陶瓷传感器的混凝土结构裂缝损伤监测技术已取得了丰硕成果。但该项技术目前还未能广泛用于实际工程,缺乏相应的监测系统开发是其主要原因之一。该文以基于压电陶瓷传感器的波动法主动健康监测技术为理论基础,结合混凝土结构裂缝损伤监测特点,利用虚拟仪器技术开发了一套便携式压电混凝土结构裂缝损伤健康监测系统。通过荷载作用下的混凝土梁的损伤监测试验完成了对系统的测试,并将该系统应用到实际工程中。结果表明,该系统运行稳定可靠,可实时在线地对混凝土结构的不同裂缝损伤状态作出识别,并进行声光预警。     

弹道导弹对大型水面舰艇的毁伤评估模型

如何根据作战需求及目标特性构建合理的毁伤评估模型是开展准确快速毁伤评估工作的基础,毁伤评估建模所要解决的核心问题是研究目标物理毁伤程度与目标功能丧失程度之间的定量关系.首先分析了航空母舰毁伤评估的特点,指出航母毁伤评估的立足点应置于遭袭后,其作战效能的实际变化情况.然后分析了航母作战任务及系统组成.继而在进行易损性分析基础上,确定各子目标的毁伤效果指标,计算并获得子目标物理毁伤信息;最后根据目标系统中各子目标功能逻辑上的关系,从系统观点出发,建立基于目标物理毁伤的作战效能量化模型,实现用目标作战效能的变化情况作为目标毁伤评估的评判依据.     

光学元件损伤的暗场检测方法研究

基于菲涅耳衍射理论与4f系统的傅立叶变换性质,研究了光学系统中多元件存在损伤时,其它元件的损伤对被测光学元件损伤的暗场检测影响。通过对不同种类、不同尺度及不同距离的典型损伤频谱特征的计算和实验研究发现,当其它元件距离被测元件足够远或损伤尺度足够大时,它们的暗场强度分布不会影响被测元件上的损伤检测,这对强激光系统的光学元件损伤检测有参考意义。     

基于光路失调原理消除笔形光束的危害

分析高功率激光器中笔形光束的成因及其潜在危害的规律,提出一种减少(或消除)空间滤波器中笔形光束的技术措施——倾斜透镜法。用增广矩阵法计算非共轴光路笔形光束会聚点位置并分析其变化。以高功率激光系统的空间滤波器为例,报道追寻失调滤波器中鬼点和消除笔形光束的设计、计算结果。结果表明,采用两透镜非同轴构型,选取适当的滤波器设计参数,并适当倾斜透镜L2,能有效地避免笔形光束对高能激光系统造成的危害。     

用声学共振解调技术检测列车轴承损伤的研究

列车轴承损伤是危及列车运行安全的主要原因之一。如何准确测量损伤大小是高速和重载列车发展中必须首要解决的关键检测问题。现提出一种新的用声学共振解调技术在线检测列车轴承损伤的测量方法,可以实现列车轴承损伤定量在线测量。测量系统主要由声传感器、数据采集系统、共振解调电路及信号处理等部分组成。实验表明可较好的检测出列车轴承损伤的情况。     

不同脉宽皮秒激光对介质膜损伤修复的热影响

为了更深层次探究超短脉冲激光对惯性约束聚变(ICF)光学系统中常见的多膜层元件损伤修复性能以及特点,分别采用了240、35、6ps的1053nm激光脉冲在1053nm 0°高反膜上进行了损伤修复以及损伤增长测试实验,并在1053nm 45°高反膜上进行了大损伤区域的扫描修复实验。通过比较不同脉宽的修复点形貌以及损伤增长阈值,说明了超短脉冲用于修复多膜层光学元件损伤的优越性,并且脉宽越短修复效果越好。多点脉冲扫描修复结果表明,可以通过三维控制系统来任意控制扫描修复点形貌以达到最佳修复状态。     

Characterization and optimization of metal etch processes tominimize charging damage to submicron transistor gate oxide

Two metal etch systems are compared in terms of their impacts on submicron transistor gate oxide integrity. The magnetically enhanced RIE (MERIE) system is shown to cause significant gate oxide damage with a pronounced radial dependence. This damage does not occur on wafers etched in the hexode-type RIE system. Experimental work on the MERIE system shows that the presence of the magnetic field during the aluminum overetch and barrier metal etch portion of the process is the primary cause for the observed gate oxide damage. This damage can be minimized by reducing or eliminating the magnetic field during the overetch step     

脉冲激光对石英基底Ta2O5/SiO2滤光膜的损伤效应研究

随着高能激光系统的发展,对光学薄膜抵抗激光损伤能力的要求越来越高,而激光脉宽是脉冲激光对薄膜损伤行为的重要影响因素。针对Ta₂O₅/SiO₂多层膜,基于1-on-1测试方法,分析其在飞秒、皮秒、纳秒激光作用下的损伤特性。测得800 nm飞秒激光作用下的损伤阈值为1.67 J/cm₂;532 nm和1 064 nm皮秒激光作用下的损伤阈值分别为1.08 J/cm²和1.98 J/cm²;532 nm和1 064 nm纳秒激光作用下的损伤阈值分别为9.39 J/cm₂和21.57 J/cm₂,并使用金相显微镜观察了滤光膜的损伤形貌。实验结果表明：飞秒激光对滤光膜的损伤机理主要是多光子电离效应,而皮秒和纳秒激光对滤光膜的损伤机制主要是热效应。滤光膜在飞秒激光作用下的损伤阈值与皮秒激光作用下的损伤阈值相当,纳秒激光作用下的损伤阈值要高一个数量级,透射通带外损伤阈值约为通带内损伤阈值的2倍。     

输电线路防外力破坏预警技术应用研究

针对输电线路防外力破坏实用化问题,设计了输电线路防外力破坏预警系统。系统硬件以MSP430芯片为基础,检测装置利用球形工频电场传感器获取电场数据,通过低功耗无线射频将电场数据发送到报警装置,报警装置进行数据处理并通过GPRS传输数据到监控中心。介绍了检测装置和报警装置的硬件和软件设计流程,并介绍了后台管理系统和监控APP。通过对110KV和220KV输电线路进行现场试验验证,该系统运行良好,能够对输电线路的外力破坏进行预警。     

Structural Damage Assessment by an Embedded Fiberoptic Sensor Array and Its ANN Signal Processor

ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＤａｍａｇｅＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔｂｙａｎＥｍｂｅｄｄｅｄＦｉｂｅｒｏｐｔｉｃＳｅｎｓｏｒＡｒｒａｙａｎｄＩｔｓＡＮＮＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ￥ＺＨＡＯＴｉｎｇｃｈａｏ；ＨＵＡＮＧＳｈａｎｇｌｉａｎ；ＣＨＥＮＷｅｉｍｉｎ（Ｃｈ...     

Final optics damage online inspection in high power laser facility

For the laser-induced damage (LID) in large-aperture final optics, we present a novel approach of damage online inspection and its experimental system, which solves two problems:classification of true and false LID and size measurement of the LID. We first analyze the imaging principle of the experimental system for the true and false damage sites, then use kernel-based extreme learning machine (K-ELM) to distinguish them, and finally propose hierarchical kernel extreme learning machine (HK-ELM) to predict the damage size. The experimental results show that the classification accuracy is higher than 95%, the mean relative error of the predicted LID size is within 10%. So the proposed method meets the technical requirements for the damage online inspection.     

连续激光辐照硅太阳电池损伤特性的光束诱导电流表征

针对连续激光辐照硅太阳能电池的损伤特性,采用光束诱导电流(LBIC)成像方法进行表征,并对其毁伤特性进行了分析。首先采用波长为1 070 nm的连续激光聚焦在硅太阳能电池表面,诱导太阳能电池产生损伤,再通过LBIC系统扫描得到激光辐照区域的光电流分布图,进而分析太阳能电池的损伤情况。为了表征不同深度下太阳能电池的损伤情况,LBIC测量系统分别采用650 nm和980 nm波长激光作为探测光源。结果表明,1 070 nm连续激光辐照硅太阳能电池非栅线部位时,太阳能电池损伤首先发生在内部;随着功率密度的增加,在太阳能电池表面熔融前,电池内部已经产生了失效区域。当激光辐照太阳能电池栅线时,栅线会发生熔断,导致辐照位置远离电极引线一侧的光电流下降;严重时会使太阳能电池产生垂直于栅线的裂纹,使远离电极引线一侧的电池失效。该研究成果可为连续激光辐照太阳能电池损伤机理研究提供参考。     

一种光纤智能结构的载荷及损伤监测

提出一种新型的光纤智能结构监控系统,主要由光源组、光学系统、光电传感器、监控主机组成.分析了系统的工作原理,研究了基于此种新型光纤智能结构承载与损伤位置判别的方法,并进行了相应实验,得出相应的实验数据,并作出光纤网络输出光强与加载量的变化曲线图.经实验分析与讨论,实验数据与理论分析能较好地符合,结果表明这种新型光纤智能结构监控系统对结构的承载及损伤位置的判别方法具有快速、准确和可靠的优点,为特殊光纤智能结构的进一步应用提供了新途径.     

Strategies for Volumetric Recovery of Large Scale Damage in Polymers

The maximum volume that can be restored after catastrophic damage in a newly developed regenerative polymer system is explored for various mixing, surface wetting, specimen configuration, and microvascular delivery conditions. A two‐stage healing agent is implemented to overcome limitations imposed by surface tension and gravity on liquid retention within a damage volume. The healing agent is formulated as a two‐part system in which the two reagent solutions are delivered to a through‐thickness, cylindrical defect geometry by parallel microvascular channels in thin epoxy sheets. Mixing occurs as the solutions enter the damage region, inducing gelation to initiate an accretive deposition process that enables large damage volume regeneration. The progression of the damage recovery process is tracked using optical and fluorescent imaging, and the mixing efficiency is analyzed. Complete recovery of gaps spanning 11.2 mm in diameter (98 mm²) is achieved under optimal conditions.     

脉冲激光对CCD的软损伤技术研究

根据CCD的结构特点,研究分析了YAG脉冲激光对CCD的损伤及其损伤机制,开展了脉冲激光对CCD的软损伤实验,实验验证了光饱和及光饱和串音现象,并提出了光电对抗中可以利用CCD的光饱和串音现象实现干扰对方的光电传感系统的结论。     

光学元件损伤暗场成像检测的算法

基于强激光系统光学元件损伤的在线暗场成像检测,提出了一种无损、自动、快速检测的新算法。该算法根据模式识别中的聚类理论,对光学元件损伤的暗场图像实现了损伤斑块位置的自动检测分析。同时,根据损伤的暗场图像特点,用双向扫描方式得到了无遗漏点的损伤连续斑块,实现了损伤斑块尺度的自动检测。理论分析和实验均显示,损伤暗场自动检测图像的快速聚类算法能实现光学元件损伤位置和损伤尺度的准确、自动分析。