海上激光斜程传输的大气透过率研究

为了确定激光器的发射功率,研究了海上激光斜程传输的大气透过率.通过对海上激光大气衰减的分析,推导并计算了1.06μm激光斜程传输的大气透过率,绘出了10.6μm激光大气透过率与能见度及传输距离的关系图.最后得出了一些关于1.06μm和10.6μm激光海上斜程大气传输的数据和结论.这对激光武器的研究有一定参考价值.     

平流层激光传输规律研究的现状

综述了平流层中激光传输规律的研究现状及成果，对存在的问题也进行了讨论。     

水雾中1.06 μm激光辐射的衰减特性

通过试验研究了1.06 m激光辐射在水雾环境中的衰减特性。定量测量了不同气象光学视程（MOR）的水雾对1.06 m激光辐射的衰减程度,计算了水雾环境下的1.06 m激光辐射的等效MOR。分别采用试验数据和经验公式计算了1.06 m激光辐射在不同能见度条件下的消光系数。通过对比发现由经验公式计算的消光系数存在明显偏差,尤其是在低能见度条件下。基于试验数据,推导了一种以可见光能见度为输入的消光系数计算公式,对估计云雾环境下近红外光辐射的衰减特性具有重要参考价值。     

风成海面激光反射特性分析

为了计算低风速下海面的激光反射特性,采用北海联合海浪计划(JONSWAP)非稳态海谱模型,结合线性滤波方法,将入射激光光斑所覆盖的海面分割为多个微小平面,再采用几何光学方法,对入射到每个微小平面上的光线的反射光进行理论计算,通过仿真,取得了二维风成海面对激光反射的仿真结果.结果表明反射角在镜面反射方向和入射反方向的士30°范围内,反射方位角在风向或者反风向2个方向,海面反射光能量较为集中.     

海面激光大气衰减变化规律的初步研究

在介绍激光大气散射衰减测量原理的基础上,结合实际测量,给出了部分典型气象条件下的透过率测量结果,并对连续测量条件下的激光大气衰减变化规律进行了初步的统计分析研究.     

水雾和雾状油对红外辐射传输的影响

水雾和雾状油在军事上可用于遮蔽红外辐射 ,它们的消光特性与其微粒粒径分布有很大关系。本文从Mie理论入手 ,计算了这两种气溶胶的质量消光系数 ,并对计算结果进行了分析     

边界层气溶胶类型对中红外光波传输的影响

主要利用MODTRAN5.0分析了2~5μm波段五种类型的边界层气溶胶对整层大气透过率的影响及背景对流层气溶胶对高空上行传输背景下透过率的影响。结果表明:对于2~5μm波段的整层大气,在2.0~2.5μm及3.5~4.0μm波段气溶胶对大气透过率的影响较大,且相同背景下大气能见度越低,气溶胶对大气透过率的影响越大,因此,计算整层大气透过率时不仅需要考虑气溶胶类型对透过率的贡献,同时需要考虑能见度对透过率的影响;对于高空上行传输背景下的大气,绝大多数波段内的透过率随着初始高度的增加而增加,且两种类型下的背景对流层气溶胶下的最大透过率相对不考虑气溶胶时分别降低了9.25%及8.97%,就其绝对偏差而言,计算高层大气透过率时可以不考虑背景对流层气溶胶类型的影响。因此对于地基测量系统需要考虑边界层气溶胶对其辐射的衰减,尤其是能见度较低的时候;对于机载光电系统气溶胶对其能量衰减小,尤其在10 km以上传输高度,且适当地提高初始传输高度可以减小大气对其衰减。     

海面激光反射特性测量方法研究

为了使以舰船为平台的激光角度欺骗干扰装备,利用海面作为假目标反射体,实施对制导武器的干扰,分析了影响海面对入射激光反射特性的多种因素,提出了海面对激光反射特性的实测方法、数据处理方法和测量设备要求。结果表明,该方法是了解和掌握不同海况条件下,海面反射激光能量分布最直接和有效的技术途径。该研究结果可为舰载激光对抗装备的研究、发展和应用提供基础数据。     

水雾和雾状油对红外辐射传输的影响

水雾和雾状油在军事上可用于遮蔽红外辐射,它们的消光特性与其微粒粒径分布有很大关系。本文从Mie理论入手,计算了这两种气溶胶的质量消光系数,并对计算结果进行了分析。     

大气折射和色散对激光传输的影响

由于大气折射和色散效应，当用可见光或红外线瞄准目标而用另一波长的激光对目标进行探测或打击时，瞄准路径和激光传输路径是不一样的，瞄准点和激光束之间存在误差。本文建立了大气层折射模型，并给出了在不同仰角时，用可见光(0．55μm)和红外线(4μm)进行瞄准、用CO2激光器对10km远的目标进行探测或打击，瞄准点和CO2激光束之间的距离大小。     

云雾对激光后向散射特性试验研究

激光具有单色性好、相干性强、准直性高以及高亮度、大功率等特点,在通信、航天、遥感、测距和监测等多领域得到了广泛应用.但是,激光容易受自然环境的影响,尤其是云雾天气.激光在云雾中传输时会受到云雾的衰减、散射等作用,基于云雾的多变性,研究的试验条件很难满足,难度较大.文中重点论述了云雾的物理特性、激光与云雾的作用机理和云雾对激光的后向散射特性:利用激光回波信号高速数据采集及存储系统,对云雾的后向散射回波信号进行实时采集,并采用数字信号处理软件对采集的激光回波信号进行统计分析,验证了云雾对激光后向散射特性的理论分析结论,并对云雾和目标的反射统计特性进行了初步分析.     

云雾后向散射激光回波特性研究

气溶胶后向散射激光回波在气溶胶内部的散射特性对其波形特征有着重要影响。为获取气溶胶后向散射激光回波的散射特性,文中以云雾为研究对象,建立激光云雾传输模型,仿真云雾后向散射激光回波在云雾内部的多次散射过程,统计不同云雾质量浓度和云雾距离条件下的激光回波的散射次数和传输时间,得到激光回波的散射次数范围和同次散射回波特征,以及云雾质量浓度和云雾距离对散射次数的影响规律。文中研究结果可为分析气溶胶后向散射激光回波特征提供重要支撑。     

超高透激光偏光镜的研制

研制了一种具有高透射比和高抗光损伤能力的新型偏光器件.     

基于等效介电常数的激光雾中衰减研究

海雾是一种具有吸收和散射特性的介质,对激光有较强的衰减作用。结合海雾环境的物理特征,根据电介质极化理论推导出了海雾介质等效介电常数的一般计算模型,并进一步得到激光雾中传输衰减率计算模型。以平流雾的经验雾滴谱和两次海雾个例雾滴谱为例对介电常数衰减模型进行了计算和仿真,并分析和评估了海雾环境物理特征对激光传输效应的影响。结果表明,基于等效介电常数的激光雾中衰减计算模型体现了海雾物理特性的影响,特别是能见度、雾滴谱分布等对其作用明显。     

雾天多次散射对激光透射仪能见度测量的影响

为了分析雾天多次散射引起的激光透射仪能见度测量误差，结合激光大气透射仪的系统参量，基于平流雾和辐射雾分布模型，采用蒙特卡洛法对激光在雾中的传输特性进行了理论分析和数值模拟，获得了雾天透过率数据，并计算得到了多次散射引起的能见度误差。结果表明，在雾天气下随着空气中含水量的增多，多次散射越明显，透过率测量误差越大，辐射雾的透过率相对误差高达116.76%；同等条件下，当接收机直径为100cm时，辐射雾多次散射引起的能见度测量误差为19.30%；同时选取较小的接收机直径可以减小多次散射引起的能见度测量误差。因此, 在雾天应用激光透射仪进行能见度测量时，需考虑多次散射的影响。此研究结果对实际雾天气下激光大气透射仪能见度的测量具有重要的指导意义。     

激光大气传输的雨雾衰减特性研究

各种特殊天气的影响是制约无线光通信发展的重要因素,雨雾等天气对激光信号传输的衰减影响很大。主要研究了各种雨雾天气对激光大气传输的衰减特性,根据Mie散射理论分析了精确计算激光信号衰减的方法,并对几种常用的雨雾衰减经验模型进行Matlab数值仿真,通过分析从中得出激光衰减系数和雨雾天气能见度的关系。     

提高雾天激光主动成像图像质量的研究

在雾天,激光主动成像系统所得图像的质量明显下降。针对所得红外图像噪声大、对比度低的特点,提出一种结合暗通道先验（Dark Channel Prior,DCP）与双边滤波（Bilateral Filter,BF）的图像处理算法。采用暗通道先验对图像进行去雾,对去雾后的图像采用双边滤波方法做进一步去噪处理,从而达到提高对比度降低噪声的目的。对不同算法处理后图像的主客观评价表明,提出的算法处理后的图像有更好的视觉效果,标准差有一倍多的提高,信息熵和信息容量有20%左右的提高。     

相干激光引信在云雾干扰下的回波特性研究

为分析相干激光引信在云雾干扰下的探测性能,基于Mie散射理论和Monte Carlo方法建立了相干激光引信在云雾中的探测模型,仿真获取相干激光引信在多种云雾干扰场景下的探测回波,分析回波信号的时域和频域特性,以及云雾能见度、探测位置和探测角度对回波特性的影响。研究结果表明,相干激光引信可利用回波频域特征准确探测和识别目标,且不易受云雾能见度、探测位置和探测角度等因素的影响。结果证明:相干激光引信在云雾干扰下具有优良的探测性能。     

激光致盲武器雨雾条件下传输机理研究

非致命激光致盲武器在恶劣天气尤其是雨雾天气下使用时,打击效果较差,不能达到预期的致盲效果。因此,必须研究一种激光自动调节系统,而设计这个系统最关键的问题就是研究激光在雨雾条件下的传输机理,所以本文基于Mie散射理论分别研究了激光在雨中、雾中以及雨雾共存三种条件下的衰减情况,得到激光透过率与降雨量、雾浓度以及传输距离之间的关系。对其进行Matlab仿真,结果表明激光透过率随着降雨量的增大、雾浓度以及传输距离的增加而减小,且衰减明显。     

一种基于遗传算法的海面舰船红外成像目标分割方法

遗传算法(GA)是借鉴生物的自然选择和遗传进化机制而开发出的一种全局优化自适应概率搜索算法,目前已在包括图像处理在内的很多领域得到了很好的应用.由于基本遗传算法不能收敛于全局最优解,将改进的遗传算法运用于文中提出的分割方法--距离法,该方法所遵循的基本准则是,使区域内部所考虑的特征或属性相同或相似,而这些特征或属性在不同区域中则是不同的或存在差异的,并采用自动增强图像分割门限的方法优化分割结果,经过多次实验验证,该方法能快速准确实现海面红外目标分割.