期刊,红外与激光工程 2024年卷1期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

红外与激光工程

主　　编：崔玉平

出版周期：月刊

国际刊号：1007-2276

电子邮箱：irla@vip.sina.com

电　　话：022-23666400 58625208

邮政编码：300308

地　　址：天津市空港经济区中环西路58号

红外与激光工程/Journal Infrared and Laser EngineeringCSCD北大核心CSTPCDEI

查看更多>>《红外与激光工程》系中国宇航学会光电技术专业委员会会刊，由中国航天科工集团公司主管，创刊于1972年，是国家科委和国家新闻出版署批准的国内外公开发行的国家级学术刊物。30年来期刊不断发展，现已是中国科技论文统计源期刊，中文核心期刊，被美国“工程索引（EI）compendex”，英国 “科学文摘（SA）”，美国“剑桥科学文摘（CSA）”，俄罗斯“文摘杂志（AJ）”收录，被美国际媒体指南，乌里希期刊指南，中国科学引文数据库（CSCD）收录，并入编清华大学主办的中国学术期刊光盘版。本刊是中国航天界光电子技术领域内学术性与工程应用性集于一体的综合性刊物，主要刊登国内红外与激光技术方面的学术论文和工程研究报告，集中反映了中国光电技术在宇航、卫星及导弹武器系统中的工程应用水平。期刊的编委会由70余人组成，其中包括王大珩、母国光、张履谦、周立伟、姚建铨院士，及其他国内光电领域著名的专家、学者，他们来自航天、航空、兵器、电子、机械系统及中科院，国内著名大学，有他们审稿把关，期刊质量得到提高。

正式出版

收录年代

基于光谱合束的双波长输出Nd:YAG固体激光器

王路达吴伟冲朱占达白振旭...

131-137页

查看更多>>摘要：报道了一种基于光谱合束的Nd:YAG固体激光器双波长光源.系统由两个固体Nd:YAG脉冲激光器通过光谱合束组合而成,两个固体Nd:YAG脉冲激光器可独立工作,有利于输出脉冲的波长调谐、功率调节和相对延迟调整.通过光栅的色散特性以及输出镜的共同外腔反馈将各个激光器锁定在不同波长,从而实现合束,获得的激光源中心波长锁定在 1061.5 nm和 1064.6 nm,两谱线中心间距为 3.1 nm,组合光束的输出能量为 173 mJ,组合光束的光束质量因子M2 为 2.8×2.2;两个Nd:YAG激光器独立工作的输出能量分别为 94 mJ和 92 mJ,在合束方向上的光束质量因子M2 分别为 2.7 和 2.1,在非合束方向上的光束质量因子M2 分别为 2.2和 1.9;组合光束的输出能量为两个Nd:YAG激光器能量总和的 93%,组合光束的光束质量因子与单个Nd:YAG激光束的光束质量因子M2 基本相同.该双波长激光源满足波长间隔小、输出功率大小相近、同光轴等要求,在太赫兹波产生、测速激光雷达以及医疗仪器等应用领域具有重要作用.

关键词：

双波长Nd:YAG激光器光谱合束输出能量光束质量

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合束方式提高准分子激光输出脉冲能量稳定性

刘墨林刘嘉仪王怡哲喻学昊...

138-147页

查看更多>>摘要：为了获得稳定性更好、能量更大的准分子激光输出脉冲,对合束方式提高输出脉冲能量稳定性的可行性进行了理论推导、模拟实验以及合束实验研究.从理论推导得知,当激光输出脉冲能量符合正态分布时,多台激光器合束可以降低输出能量相对标准差.对三台输出脉冲能量分布特性符合正态分布的准分子激光器进行合束模拟实验研究,每台输出脉冲能量平均值约为 153 mJ,脉冲能量相对标准差约为 1%.两台准分子激光器合束时得到输出脉冲能量平均值为 305 mJ、能量相对标准差为0.7%的准分子激光脉冲.三台准分子激光器合束时可以得到输出能量平均值为 458 mJ、能量相对标准差为 0.6%的准分子激光脉冲.使用两台准分子激光器进行三次实际合束实验,其中两台准分子激光器三次合束分别输出能量平均值约为 355、350、330 mJ,相对标准差为 1.3%、1.2%、1.4%的激光脉冲;三次合束后分别得到能量平均值为 687、694、646 mJ,相对标准差为 0.86%、0.79%、0.83%的激光脉冲.模拟实验以及合束实验都表明,合束后的能量相对标准差均小于单台能量相对标准差,即合束提高准分子输出脉冲的稳定性.因此,当单台准分子激光输出脉冲能量符合正态分布且平均能量相当时,多台合束可以有效提高激光输出脉冲的能量稳定性.

关键词：

准分子激光脉冲能量稳定性相对标准差

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增益分布对GaN基蓝光微盘激光器模式分布和发光功率的影响

许湘钰刘召强贾童楚春双...

148-156页

查看更多>>摘要：通过FDTD仿真模拟计算,文中系统地研究了电流阻挡作用对GaN基蓝光激光器增益分布和光学性能的影响,发现回音壁激光模式主要在靠近微盘边缘 1.5 个波长范围谐振,因此,如果电流阻挡层面积太小,无法最大化减小激光器电流阈值;如果面积太大,回音壁激光模式与无增益区存在耦合效应,从而减少激光功率.另外,随着无增益区域向微盘边缘发生偏移,各个激光模式输出的峰值功率均下降,其中二阶模式峰值功率比一阶模式下降得更加显著,这主要是由于二阶模式分布范围更接近微盘中心区域.同时,进一步发现如果在微盘激光器的仿真模型中引入侧壁缺陷,则将导致边缘无法形成增益区,相比于二阶模式而言,一阶模式的发光功率随侧壁缺陷区域增加而下降的幅度更为显著,这主要是由于一阶模式分布范围更接近微盘边缘.

关键词：

激光器微盘增益FDTD

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无人机载光电平台隔振性能测试与分析

王子辰王东鹤朱纬

157-164页

查看更多>>摘要：针对无人机载光电平台的安装特点,文中对平台及阻尼减振器特性进行了分析、建模与测试.首先,对光电平台阻尼减振器特性进行了介绍;其次,分析了安装阻尼减振器后的光电平台特性,并对阻尼减振器的运动特性进行建模,分析阻尼减振器安装布局与平台性能之间的关系;最后,结合具体某型光电平台及其配套阻尼减振器,给出了仿真结果及相同外部扰动条件下减振器安装位置对平台性能的测试结果.结果表明:相关研究对优化无人机载光电平台阻尼减振器布局及提升载荷整体性能具有积极的意义.

关键词：

无人机光电平台阻尼减振器运动建模性能测试

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万方数据

Si/SiO2多层膜线宽关键参数精细化表征技术研究

褚小要沈瑶琼刘丽琴邹文哲...

165-176页

查看更多>>摘要：线边缘粗糙度(LER)和线宽粗糙度(LWR)是衡量线宽标准样片质量的重要指标.文中基于自溯源光栅标准物质的自溯源、高精密尺寸结构特性,提出了一种直接溯源型精确校准SEM放大倍率的方法,以实现SEM对线宽标准样片关键参数的测量与表征.利用校准后的SEM,对利用Si/SiO2 多层膜沉积技术制备的线宽名义值为 500、200、100 nm样片进行关键参数的测量,采用幅值量化参数的均方根粗糙度RMS描述线边缘粗糙度与线宽粗糙度,并通过图像处理技术确定线边缘位置,对线宽边缘特性进行了精确表征.实验结果表明,名义值为 500、200、100 nm对的线宽样片,其实测值分别为459.5、191.0、99.5 nm,σLER分别为 2.70、2.35、2.30 nm,σLWR分别为 3.90、3.30、2.80 nm,说明了多层膜线宽标准样片线边缘较为平整、线宽变化小、具有良好的均匀性与一致性.基于自溯源标准物质校准SEM的方法缩短了溯源链,提高了SEM的测量精度,实现了线宽及其边缘特性的精确表征,为高精度纳米尺度测量和微电子制造领域提供了计量支持.

关键词：

自溯源标准物质SEM放大倍率线边缘粗糙度线宽粗糙度多层膜线宽

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光谱共焦法厚度测量系统中抖动补偿算法研究

李春艳李丹琳刘继红刘畅...

177-188页

查看更多>>摘要：为获得样品多点数据,光谱共焦位移传感系统在移动测量时会产生抖动效应,引起测量数据发生漂移,文中基于已实现的光谱共焦厚度测量系统,研究抖动的影响并探究抖动补偿算法.首先,基于光谱共焦厚度测量模型及抖动存在时探头相对于光轴发生一定倾斜,推导了抖动对厚度测量影响的关系模型,并采用蒙特卡洛法分析了 4 种样品在不同程度随机抖动下的厚度概率密度函数,将解析结果与蒙特卡洛仿真结果进行比较,验证了厚度概率密度函数表达式的正确性.结果表明:抖动效应导致测量性能下降,尤其在样品厚度较大时;而抖动标准差较大时,较薄的样品具有更好的抗抖动性能;为补偿抖动的影响,提出采用Savitzky-Golay滤波及高斯拟合实现滤波和光谱信号峰值波长的提取,并建立了抖动误差补偿算法;最后,对厚度为(1.0±0.1)mm的样品进行实验测量,测得平均厚度为1.0640 mm,补偿后的相对标准偏差为 0.29%,验证了抖动补偿算法的有效性.文中的研究内容对提高系统测量稳定性及测量精度有一定的指导意义.

关键词：

抖动补偿光谱共焦Savitzky-Golay滤波峰值提取厚度测量

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万方数据

基于自适应多曝光融合的高动态范围表面测量方法

雷经发谢浩然李永玲吴东...

189-199页

查看更多>>摘要：为解决结构光测量高动态范围表面物体时出现局部过度曝光或曝光不足的问题,提出一种改进的多曝光融合方法,利用自适应曝光代替手动曝光,并对图像融合过程进行优化.首先,将初始曝光时间下拍摄的图像利用直方图进行分析,将被测物体表面反射率不同的区域分为若干组,分别计算出每个组别的最佳曝光时间;在此基础上,拍摄不同组别对应最佳曝光时间下投射白光和条纹的图像,并去除图像中超过设定阈值的高灰度值区域,再将投射白光处理后的图像制作成掩模图,与相同曝光时间下投射条纹处理后的图像相乘,进而对多组相乘后的图像进行亮度压缩与融合;最后,通过CLAHE算法提高融合后所生成条纹图的对比度与清晰度,并对条纹解相后进行点云重建和尺寸测量.实验结果表明:文中方法中自适应曝光相较于手动曝光具有高效性和准确性,U型卡、连接块、圆盘三个高动态范围表面物体的点云重建率分别高达 99.98%、99.74%、99.76%,测量出的标准块阶梯高度差绝对误差为 0.062 mm,相对误差仅为 0.69%,该方法有效解决了高动态范围表面物体测量时点云缺失的问题,提高了三维轮廓的测量精度.

关键词：

高动态范围表面物体自适应曝光时间多曝光融合技术三维轮廓检测

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国外光电瞄准吊舱探测系统总体构架的对比分析

李剑张大勇

200-210页

查看更多>>摘要：回顾了国外军队装备的四代光电瞄准吊舱的技术特点和发展历程,定义了光学口径和吊舱舱径之比(光舱比)作为衡量集成度的标准,重点针对第三代的Sniper XR ATP和ATFLIR两型采用共光路串联布局吊舱的探测系统进行了分析和正向设计:二者均拥有Φ150 mm口径,约 1.5°×1.5°视场,在0.7～0.9 μm和 3.7～4.8 μm波段的传递函数接近衍射限,前者为透射式前置望远系统,后者为离轴三反式前置望远系统,二者的结构布局为:前置望远系统置于吊舱前部压缩光束,通过光学铰链和快反镜将光束导入吊舱中,部分光进入各自的探测通道或激光发射通道.其中,类ATP的透射式前置望远系统可在汇聚光路中折叠形成俯仰/方位正交轴系并置于 305 mm舱径内,光舱比约 0.492;类ATFLIR的离轴三反式前置望远系统可在压缩后的平行光路中折叠形成方位/俯仰两个正交轴系并置于Φ330 mm的球体内,光舱比约 0.455.作为对比,采用共光舱并联布局的第四代Litening 5和Talios吊舱探测系统将所有光学载荷和伺服框架平台置于吊舱前部的Φ406 mm球体内,光舱比约 0.37,其并联共光舱设计架构的集成度较低.针对未来可能的升级要求,类ATFLIR吊舱比ATP吊舱具有更强的生命力,其采用纯反射式的前置望远系统可以更方便地增加波段和拓展功能.

关键词：

光电瞄准吊舱光学设计多波段共光路前置望远系统

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多芯超模光纤放大器增益均衡设计(内封底文章)

朱福喜裴丽王建帅徐文轩...

211-220页

查看更多>>摘要：多芯超模光纤(MCSMF)的芯间距较小,多个芯子共同形成芯区支持多个超模传输,与普通单芯少模光纤相比,其具有较大的有效模场面积和较小的模式串扰,备受关注.MCSMF用于长距离传输时,与其相匹配的新型增益均衡放大器是实现信号中继并保持信号稳定传输的必要器件.文中提出了一种基于粒子群优化算法的 19 芯超模光纤增益均衡放大器,该光纤支持 10 个超模共同传输.通过粒子群算法分别优化各纤芯内掺铒浓度来降低不同超模的交叠积分因子,从而减小模式增益差(DMG).结果表明,在包层泵浦条件下,最大DMG从 1.33 dB(各纤芯均匀掺杂)降低至 0.20 dB,在1550 nm信号波长处 10 模式的平均增益为 27.79 dB,且该放大器在整个C波段的增益平坦度低于1 dB.

关键词：

光通信多芯超模光纤放大器粒子群优化算法增益均衡

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不同水质下光学偏振对距离选通成像目标识别距离的影响分析

苏乐伟段存丽孙亮宋博...

221-232页

查看更多>>摘要：水下光学成像技术对于海底资源勘测、海洋生态监测、水下搜索救援、水下考古等应用具有重要意义.相比传统水下摄像机,距离选通成像技术可以过滤选通切片外的后向散射噪声和环境背景噪声,实现高质量水下成像,但是在浑浊水体中仍然会受切片内后向散射噪声影响,导致成像距离缩短.对此,开展了光学偏振与距离选通成像结合的水下偏振选通成像技术研究,利用后向散射光良好的保偏性去除选通切片范围内的后向散射噪声,提升目标识别距离.通过理论仿真和实验研究,对比分析了不同水质下距离选通成像和偏振选通成像目标识别距离的差异.发现存在临界衰减系数c0:当水体衰减系数小于等于c0 时,光学偏振对于提升距离选通成像工作距离无效果;当水体衰减系数大于c0 时,偏振可提升距离选通成像工作距离.实验中还发现,目标反射率会影响临界衰减系数.该研究有利于不同水质下距离选通成像的优化应用.

关键词：

水下光学成像偏振距离选通成像距离选通成像偏振成像信噪比识别距离

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