大气光学特性对激光工程影响的概率分析

大气光学特性具有复杂的空间和时间变化特性，它对激光工程的影响不能简单地评价。要透彻地了解激光工程系统在使用地区受大气影响的全貌，必须全面地分析各种可能的大气状态下激光传输的效果，使用概率进行评价。以合肥骆岗机场近地面0.946 μm的激光水平传输2 km为例，在全年大气条件下从大气分子吸收、大气气溶胶粒子消光和大气湍流效应各方面详细分析了传输效果，得到了传输效果的概率分布特征，说明了大气对激光工程影响的复杂性，为相关应用分析提供了示范。     

大气光学湍流对光电探测器性能的影响

采用激光闪烁仪和超声风速计对沿海某地冬、夏季的大气光学湍流和风速进行了较长时期的测量,得到了其平均的统计特征。并据此分析了大气折射率结构常数的累积出现概率为50%和90%时大气湍流对光电探测器性能的影响。结果表明:(1)对于水平传输,大气湍流对短波和中波红外成像系统的影响随着传输距离或湍流强度的增加而超过系统的衍射受限占主要地位,对长波红外告警系统的影响可以忽略。(2)对于斜程传输,大气湍流的影响随天顶角的增加而增加,在天顶角小于60°的情况下,大气湍流对系统性能影响的变化不超过45%;而在天顶角超过60°之后,大气湍流的影响迅速增加,其影响最大可以超过3倍。     

水的光学特性对水下光学成像质量影响的分析

水的光学特性对光学成像质量有着重要的影响,水对光的吸收、散射作用可造成光在水介质传播中的衰减,本文就水的光学特性及其对水下光学成像质量的影响进行了分析,以为成像系统在水下的应用提供基础的理论依据。     

天基光学遥感成像仿真中大气影响分析与模拟

模拟大气对成像的影响是天基光学遥感成像仿真中一项非常重要的工作。首先针对工作于可见光到热红外波段（0.4～14 m）的天基光学遥感成像系统,引入了考虑场景内部目标与背景之间相互影响的遥感器入瞳处的辐射方程,并基于线性模型模拟了邻近效应。设计了计算大气透过率、上涌辐射和下涌辐射的大气查找表,分析了水汽含量、气象视距、目标高度、太阳-遥感器-目标之间的位置关系对大气辐射计算的影响,为查找表输入参数的选择提供依据。最后,通过长曝光和短曝光图像的调制传递函数,分析了光学湍流对天基光学遥感成像的影响。     

用于交通监控系统的光学成像镜头的设计

设计一种用于交通监控系统的宽波段大孔径光学成像镜头,利用红外光的大气窗口,可在黑暗中或能见度不佳的环境中得到清晰的图像。为了对近红外光与可见光成像,采用CCD作为图像传感器,选用的CCD像元尺寸为4.65μm,其分辨率极限为110lp/mm。镜头的F数为1.6,视场角为16.8°,中心波长为880nm的近红外光,工作波段为400～1000nm。通过计算光学镜头的参数,选用松纳型作为镜头初始结构,通过软件优化,在110lp/mm空间频率处所有视场的调制传递函数(MTF)值超过0.3,最大畸变小于0.1%。     

外太空辐射对红外成像系统MTF的影响研究

总结了当前对外太空辐射环境的认识,结合红外成像系统信号传输的工作原理,阐述了外太空辐射环境对MTF的影响机理,得出了MTF曲线。     

凝视热成像系统MTF测试技术分析

概述了目前进行高成像系统ＭＴＦ测试的几个主要方法，着重分析了其中的斜缝法和激光散斑法各自解决问题的工作原理，技术特点及技术关键，指出，对于凝视成像系统的ＭＴＦ测试，这是两种比较值得研究和推广的技术。     

光学窗口透过光谱对特征目标红外成像探测效能影响仿真研究

红外成像在国防、消防、公共安全、化工、电力等领域有广泛应用,采用计算机建模仿真相比于实物测量方法来研究红外成像探测效能具有更高的效率。本文在建立目标辐射 大气传输 光学系统 红外探测器 信号采集完整仿真模型的基础上,通过软件仿真深入研究光学窗口透过光谱对特征目标红外成像探测效能影响规律,进而指导红外系统的设计优化。     

姿态运动对空间目标光学特性的影响分析

空间目标的光散射、辐射特性除了与其几何外形、材料结构和运动特性等密切相关外,姿态运动对其光学特性也有一定的影响,这种影响对轻诱饵类假目标尤其明显.以往的研究往往忽略了这点,首次就姿态运动对空间目标红外辐射特性的影响进行了仿真建模,建立了姿态相关的空间目标红外辐射特性理论模型,在此基础上进行了计算和分析.初步的研究结果表明,姿态运动在空间真假目标光学识别中有较好的应用前景.     

大气层外弹道式目标群红外成像建模与仿真

针对天基红外传感器对大气层外弹道式目标群的成像仿真问题,建立了有效的目标群红外特性理论模型、天基红外传感器成像模型和成像仿真工作框架.首先,基于诱饵释放过程建立了目标群的弹道运动模型,并分析了阳光与阴影弹道的判断条件,结合弹道目标红外辐射特性计算模型,实现了在不同时刻、不同观测点下的目标群红外辐射特性计算;根据目标群与传感器之间的相对位置关系建立了天基红外传感器观测模型,并分析了传感器对目标群的可观测性,然后结合基于点扩散函数建立的焦平面成像模型,实现了天基红外传感器对大气层外弹道式目标群的动态成像仿真.最后根据仿真结果,分析了天基红外传感器识别弹道式目标群的难点和并提出了解决途径.     

空间目标天基光学成像仿真研究进展

空间目标光学成像仿真在天基光学观测系统研制开发过程中具有重要的价值和意义。以天基空间目标的可见光和激光成像仿真为研究对象,分析了空间目标成像仿真的研究内容、关键技术和方法,重点介绍了天基空间目标激光成像仿真、可见光成像仿真与复合成像探测仿真研究方面的国内外典型研究单位的研究成果以及下一步的研究发展方向,可为空间目标成像仿真研究思路与方法提供借鉴。     

大气对舰载火控雷达效能的影响分析

随着舰载超视距武器系统的广泛应用,舰载火控雷达的效能对武器系统的影响越来越明显,大气是影响火控雷达作用距离的最主要原因之一,因此研究大气对舰载火控雷达效能的影响很有必要。该文从电磁衰减出发研究了大气对电磁波能量的影响;从电磁折射入手分析了大气对电磁波传播路径的影响。     

窗口温度对目标探测影响的简化分析

在只考虑目标、背景和红外窗口的情况下,计算了两个很简单的拦截过程中,信噪比和像元电荷数的变化。文中还介绍了国外对非冷却凹进形窗口的研究状况,包括凹进形窗口的气动加热率、气动光学特性。     

高空湍流影响下航空激光传输性能分析

采用“Clear 1”折射率起伏湍流模型对高空大气湍流进行描述,通过仿真建立了高空湍流信道气动光学效应影响模型,分析了光斑尺寸与飞行高度、激光波长、传输距离的关系;研究了gamma-gamma大气湍流信道下光强闪烁因子随接收孔径尺寸、飞行参数的变化特征。结果表明:①光斑尺寸受气动光学影响而增大,低空传输条件下光斑尺寸大于高空;②光斑尺寸随波长增加而增大;在相同条件下,波长为800 nm激光的光斑尺寸受气动光学影响最大;③闪烁指数仅与接收孔径大小有关,并随着传输距离的增大而逐渐增加,当闪烁指数超过1,其增加幅度降低并逐渐达到最大值。     

对微波辐射成像质量影响因素的分析

简述了微波辐射成像系统的工作原理。由于影响微波辐射成像质量的因素很多,本文主要从理论上分析了微波辐射成像系统中辐射计的空间分辨率、灵敏度与系统采样时间间隔、天线扫描速度、积分时间的关系,并进行了相关的实验。实验证明,它们之间是相互制约、相互影响的。在选择参数时要根据不同情况综合考虑,才能得到理想的图像。     

光控高温超导衰减器及光斑偏移对其光响应特性的影响

研制了工作于液氮温度的高温超导系统使用的新型光控高温超导微波可变衰减器.该衰减器的实质是利用钇钡铜氧(YBCO)高温超导薄膜极低的微波表面电阻和卓越的激光响应特性,达到了优良的衰减性能.主要结果包括:可独立使用的光控高温超导微波可变衰减器样品尺寸为12 mm×8 mm×0.5 mm,与高温超导系统集成时无需外壳,体积与重量将大幅减小;高温超导衰减器的插入损耗小于0.2 dB,比常规衰减器低1个数量级;高温超导衰减器的可变衰减精度小于0.01 dB,比常规衰减器至少低1～2个数量级;在本实验条件下,当激光光斑中心偏移微带线中心0.3、0.5和0.7 mm时,其衰减器插损将由0.08 dB变为0.05、0.03和0.01 dB,说明激光光斑偏移量是影响YBCO高温超导衰减器性能的重要因素.