激光冲击对中高温服役条件下镍基合金K417显微硬度的影响

为研究中高温环境下的激光冲击强化效果,采用功率密度8.5GW/cm2、脉冲宽度10ns的强激光对K417镍基合金冲击改性,利用维氏硬度法测试其在700℃、800℃、900℃保温后的显微硬度值。结果表明中高温保温后,激光冲击硬化效果有所减弱,但不同温度下激光冲击区域的平均硬度均明显大于未冲击区域;深度方向硬度近似呈指数形式衰减,硬化层深度随温度的增加呈减小趋势;单个光斑径向硬度分布与激光空间分布特性导致的等离子体冲击波不均匀相关。研究表明在800℃以下,激光冲击有效提高了K417的综合性能指标。     

高功率脉冲Er-Yb共掺光纤放大器中放大自发辐射的抑制方法

为了研究放大的自发辐射(ASE)对高功率脉冲Er-Yb共掺光纤放大器(EYDFA)的影响,采用数值模拟对EYDFA中不同参数信号的放大进行了研究。结果表明,Yb波段(1.0～1.1μm)ASE是制约放大器输出功率提升的主要因素。因此,有效地抑制Yb波段ASE将有助于放大器性能的提高。通过进一步研究发现,在放大器的抽运端引入一个Yb波段的辅助信号能有效地抑制Yb波段ASE,从而提高抽运转换效率,提升放大器的输出功率。     

激光冲击20CrNiMo钢表面微造型摩擦学性能研究

为了探索激光冲击20CrNiMo钢表面微造型摩擦学性能,从表层微观结构和表面宏观形貌两个角度,研究了激光冲击强化的方法对20CrNiMo钢表面摩擦磨损性能的影响。采用激光以不同搭接率搭接冲击20CrNiMo钢,用透射电子显微镜观察激光搭接冲击20CrNiMo钢试样表层微观组织结构,取得了试样表层晶粒状态的照片;采用CETR UMT摩擦磨损试验机对其进行摩擦磨损试验,取得了试样表面摩擦系数和磨损量的数据。结果表明,激光冲击强化作用可以导致20CrNiMo钢试样表层晶粒细化,在磨损过程中,晶粒细化层明显抑制表面疲劳磨损的产生,从而提高其耐磨性能;激光冲击搭接率越高,金属材料表面的摩擦磨损性能越好。     

尾焰红外辐射特性的反向蒙特卡罗法模拟

以发动机尾焰的红外探测为主要应用背景,利用反向蒙特卡罗法计算了液体火箭发动机尾焰红外辐射特性。首先计算了尾焰红外辐射在2.7μm下的轴向分布特性及空间不同角度分布特性,计算结果较为合理。重点计算了尾焰2~5μm的光谱辐射特性,并考虑了大气衰减的影响,与TheAerodyne Radiation Code的计算结果趋势吻合良好。实际探测时,探测器只能接收到尾焰辐射的小部分能量,因此对一定距离下探测器接收辐射进行计算,进而获得尾焰在探测器视场内的红外光谱辐射分布特性,具有重要的理论意义和实际应用前景。     

水下航行体自由表面波浪尾迹红外特征及探测

水下航行体在航行过程中,会在海面形成特性波纹尾迹,可利用这种尾迹实现红外探潜。根据势流理论和"面元"法,模拟了水下航行体在海面上产生的波浪尾迹,采用射线跟踪算法建立了表面尾迹的红外成像模型,综合考虑海面环境因素的影响,研究了多种航速和潜深下自由表面尾迹不同探测方位角的红外成像特征。结果表明:低航速下尾迹红外特征主要表现为波形较小的横波特征,高航速下尾迹表现为较为明显的纵波特征;在航行过程中,可通过控制航速和潜深来有效规避海面特性波纹的产生;探测方位位于航行体航向方向更易发现尾迹波形特征;利用自由表面尾迹波形红外特征进行探潜,主要适用于潜艇高航速航行或通气管航行状态及其他潜深不大的情况。研究结果对红外探潜及潜艇隐蔽性航行具有重要的指导意义。     

高速高效光电探测器的制备、测试及特性分析

报道了一种垂直入射的InP基InGaAs pin光电探测器,介绍了它的制备和测试方法并对器件所展示出的高效,高速,高线性度特性进行了分析。器件的暗电流密度在0和-5V偏压时分别为1.37×10-5 A/cm2和93×10-5 A/cm2;在1.55μm波长,-3V偏压下,器件的线性光响应高达28mW,相应的最大线性电流为17mA,响应度达到0.61A/W(无减反射膜);在-5V偏压下,器件获得高达17.5GHz的3dB带宽。     

航空遥感器光学窗口光机热一体化设计

为减小光学窗口对航空光学遥感器成像质量的影响,对光学窗口的窗口玻璃厚度进行了优化设计。根据强度理论确定了窗口玻璃最小厚度。依据纵掠平壁理论计算出光学窗口外表面的平均对流换热系数;以热光学为基础,仿真了航摄时光学窗口的瞬态温度场分布;计算了光学窗口在热-力耦合作用下不同窗口玻璃厚度时的波像差(PV和RMS),最终确定了矩形光学窗口(290 mm×140 mm)的玻璃厚度为17 mm。试验结果表明:特征频率为60 lp/mm时光学系统传递函数为0.304,并获得了稳定、清晰的航摄图像。成功实现了光学窗口的光机热一体化设计,可为其他航空光学窗口设计提供参考。     

动态下红外热释电传感器的目标定位方法

为了提高热释电传感器的探测灵敏度,拓宽其传统使用范围,提出了一种动态下热释电传感器发现人体目标并测向测距的新型使用方法。该方法大大扩展了热释电传感器的探测范围,根据波形能准确判定目标的方向,利用经验值推断出人体的目标距离。该系统采用热释电红外传感器作为探测器,创新运用红外透镜代替传统用法中的菲涅耳透镜,在步进电机的匀速带动下,单片机记录测量区域的原始红外波形(在环境基本不变且没有目标进入的情况下,波形具有一定规律且基本保持不变);目标进入测量区域内时将引起原始规律变化,单片机利用帧间差分法求出变化的波形,判断目标有无及方向、距离等结果。与热释电传感器的传统使用方法相比,该方法具有反应迅速、探测灵敏、探测范围大、可测向测距等新特点,大大拓宽了热释电传感器的使用范围,进一步提升了其在安防和智能家居系统中的应用。     

一种改进的Sobel边缘检测算法的设计及其FPGA实现

为了快速得到边缘更清晰、敏感度更高的实时边缘图像数据,提出了一种改进的Sobel边缘检测算法.对原始图像的边缘进行平滑滤波后,利用2个3×3模板对选定的二维图像中同样大小区域内的数据进行卷积,合并水平及垂直方向的导数得到该区域的梯度值,再通过添加的梯度方向模块对该区域进行4个方向的判断以帮助确定边缘,最后通过非极大值抑制及二值化处理确定图像边缘.将改进后的Sobel边缘检测算法在FPGA上进行了实现并证明了其有效性.