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期刊信息/Journal information
红外与激光工程
红外与激光工程

崔玉平

月刊

1007-2276

irla@vip.sina.com

022-23666400 58625208

300308

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NALM结构的可调谐多模QML激光器

    吴桐张鹏刘洋范云龙...
    101-109页
    查看更多>>摘要：可调谐的脉冲光纤激光器在光学传感、材料加工和光纤通信等领域都有着重要应用.文中报道了一种基于非线性放大环形镜(Nonlinear Amplifying Loop Mirror,NALM)结构的可调谐多模调Q锁模(Q-switched Mode-locked,QML)激光器.实验采用全多模光纤搭建,以NALM结构作为可饱和吸收体进行锁模,实现了多模的QML脉冲输出.其中,调Q包络脉冲的重复频率为5.88 kHz,单个调Q脉冲包络内的锁模脉冲重复频率为2.69 MHz.保持偏振控制器(PC)不动时,逐渐增加泵浦功率,调Q包络脉冲的重复频率从5.88 kHz增加到9.81 kHz,脉冲宽度从6.8μs减小到3.4μs,输出功率从2.85 mW增加到8.65 mW,单脉冲能量最高达到880 nJ.同时,NALM结构中的萨格纳克(Sagnac)环具有滤波效应,适当调节Sagnac环中的PC时,可以得到不同中心波长的多模QML脉冲,中心波长能从1 564.14 nm调节到1609.24 nm,可调谐范围高达45.1 nm.继续增加泵浦功率,得到双波长及三波长的多模QML脉冲,适当调节PC,双波长间隔可以从2.66 nm增加到31.78 nm,范围高达29.12 nm.实验结果表明,在NALM结构的激光器中可以产生可调谐的多模QML脉冲,并且这种可调谐的脉冲光纤激光器在光学传感、材料加工和光纤通信等领域大有前景.

    可调谐激光器多模QML脉冲NALM结构全光纤激光器

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    不同空间取向冰晶粒子的光散射

    任神河高明王明军李艳...
    110-126页
    查看更多>>摘要：云层中不规则的小冰晶极大地干扰和阻碍了地空链路激光通信、激光雷达探测.构建了椭球、六角平板、正四面体三种单个含核粒子模型以及椭球-六角平板、椭球-四面体、六角平板-四面体和椭球-六角平板-正四面体四种组合结构粒子模型,考虑冰晶粒子的核壳结构,研究了空间取向对光散射的影响;以正四面体冰晶粒子为例,计算了不同空间取向的光散射特性,与空间取向的散射平均值曲线进行差值统计,给出了不同结构模型仿真计算时所需空间取向的最小值.研究表明:粒子取不同的空间取向,消光效率、散射效率的最大计算偏差达到60％;根据计算的精度要求,单个粒子和组合粒子仿真计算时至少需要取3000个方位.考虑到自然界中冰晶粒子的复杂多变性和运动随机性,研究冰晶粒子光散射,我们应该尽可能丰富粒子形状,考虑足够的空间方位,提高仿真计算的准确性.研究结果为进一步研究复杂含核结构冰晶粒子的光散射提供支持.

    光学工程光散射离散偶极子近似方法空间取向

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    荧光内窥镜全链路信噪比模型的建立与仿真

    邱明杰孟祥翔尚涵
    127-137页
    查看更多>>摘要：针对目前荧光内窥镜设计缺少信噪比模型而无法对其探测性能进行评估的问题,结合近红外光谱在生物组织中的传输特点,开展了荧光内窥镜全链路信噪比模型的建立与肿瘤探测深度的仿真研究.根据生物组织结构特点,构建双层组织-肿瘤模型;利用蒙特卡洛方法计算近红外光分布,结合光散射过程和荧光分子探针受激发射荧光过程,建立了光传播的信噪比模型,进而仿真分析了不同尺寸肿瘤在不同深度产生并传播至组织体表面的荧光照度和荧光内窥镜的探测信噪比.当总功率为2W、发散半角为45°、波长为808 nm的入射光束激发位于组织体内13mm处的半径为5 mm的肿瘤时,信噪比接近2.18 dB.该信噪比模型为荧光内窥镜系统设计指标的确定提供了理论基础,也可用于评估现有荧光内窥镜对肿瘤病灶的探测能力.

    荧光内窥镜信噪比蒙特卡洛肿瘤探测近红外

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    基于同步辐射的真空紫外光谱响应度校准装置研究

    杨浩占春连孙广尉朱周洪...
    138-146页
    查看更多>>摘要：光谱响应度作为光学计量领域国际六大重点比较之一,反映了探测器对不同波长光的响应能力,真空紫外光谱响应度校准技术的研究对真空紫外探测技术的发展起着至关重要的作用.为了适应真空紫外探测技术的快速发展,满足国内对探测器校准技术的需求,提升真空紫外波段的校准能力,建立了真空紫外光谱响应度校准装置.真空紫外光谱响应度校准装置由标准光源(同步辐射源)、标准探测器(增强型硅光电二极管探测器)、真空滤波系统和真空仓等部分组成.装置使用比对法对被校准探测器进行校准,使用标准探测器对被校准探测器进行量值传递.校准的光谱范围为10～200nm,对探测器的校准的不确定度最大为10％(k=2).

    真空紫外同步辐射源光谱响应度校准

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    基于ICEEMDAN-HT的双光栅干涉间距数字化校准研究

    朱言瑧李智玮刘丽琴管钰晴...
    147-158页
    查看更多>>摘要：双光栅零差干涉的非线性因素对于信号的相位提取精度容易产生影响,进而导致干涉测距精度下降.提出了一种基于改进自适应噪声的完备集合经验模态分解融合希尔伯特变换(ICEEMDAN-HT)的双光栅干涉间距数字化校准方法.在经验模态分解算法的基础上,通过添加白噪声后使信号进行分解重构迭代,筛选符合标准的本征模态分量进行重构得到完整信号,仿真对比其他信号分解方法的分解特性,验证改进自适应噪声的完备集合经验模态分解方法重构信号的重复性和分解完备性.采用改进的双光栅测距系统对标准平面光栅间距进行校准实验,结果表明,基于ICEEMDAN-HT的双光栅间距数字化校准方法的相对误差低至0.40％,有效提高了信号的鲁棒性和间距校准精度.

    光栅间距校准信号处理自溯源平面光栅

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    结合点云随机模型的高效球面拟合方法

    王伟齐志军朱东辉程文杰...
    159-167页
    查看更多>>摘要：在进行点云球面拟合并考虑点云随机模型时,需要建立非线性高斯赫尔默特模型(Gauss-Helmert model,GHM),使用附有参数的条件平差方法解算球面参数,其精度优于现有的几何拟合和代数拟合方法.然而,该方法在处理大量点云数据时,需要进行大型矩阵求逆运算,面临着较大的计算负担.针对该问题,将所有的球面点云数据分为若干个独立的子集,序贯更新参数的估计值,改进的方法在求解参数过程中显著减少了求逆矩阵的维度.通过实验验证了文中算法的结果和基于GHM的方法是一致的,均方根误差小于已有的几何拟合和代数拟合方法,同时文中算法消耗时间不足基于GHM方法的2％,球面估计效率显著提升.

    激光点云球面拟合算法效率分组策略随机模型

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    一种基于自制同心圆阵标定板的大视场相机标定方法

    付津昇李祺王妍张苑...
    168-175页
    查看更多>>摘要：相机标定是实现视觉高精度三维测量的关键环节.然而,对于大视场相机标定不仅存在相机镜头畸变效应严重、标定过程操作繁琐等问题,还需要配备大尺寸高精度的标定物,导致标定成本高.针对这些问题,提出一种基于自制同心圆阵标定板的大视场相机标定方法.首先,利用激光打印的同心圆阵图案制作一块与测量视场相匹配的标定板,用于精确提取同心圆圆心的图像坐标;然后,利用镜头畸变在成像平面上的分布特性,采用分区域采集标定图像的策略以减小大畸变成像区域对相机内部参数估计精度的影响,同时考虑到标定板上同心圆之间的尺寸误差以及平面度误差,提出一种估计相机内部参数、外部参数以及标定板三维坐标的初值算法;最后,以最小化圆心图像坐标的反投影误差为目标函数整体优化系统参数,以提升相机的标定精度.实验结果表明:相比于传统标定方法,采用提出的方法得到的均方根误差在X、Y两个方向上分别降低了 76.8％和75.1％;在2.2 m×2 m的测量视场内,相机测量基准尺的均值相对误差达到0.052％,从而证明了所提方法的有效性和优越性.

    视觉测量机器视觉相机标定大视场

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    偏振暗通道融合去雾方法

    朱思睿王霞焦岗成何惠洋...
    176-184页
    查看更多>>摘要：雾霾天气下,受粒子散射影响,传统相机采集图像模糊失真.偏振成像作为一种新型光电成像技术,能够利用偏振信息提取目标形状、纹理等细节信息,在去雾领域广受关注.现有的偏振去雾算法大多需要提取天空区域,提取过程复杂也易引入伪影,且计算出的偏振度与偏振角图像受微粒散射效应影响,信息损失严重.针对上述问题,提出了一种基于偏振暗通道的融合去雾方法.通过计算偏振暗通道估计大气光与透过率函数,结合雾霾成像模型对图像进行恢复,并使用全局自适应灰度映射方法恢复去散射后的亮度损失.同时针对图像细节模糊问题,引入局部直方图均衡化方法对强度图像对比度进行提升,最后,使用小波融合综合提取两种方法的优势,对高频分量采用局部显著性融合,低频分量采用加权平均值融合.基于雾天偏振图像的处理结果表明,文中方法去雾效果与现有几种去雾方法相比,几项图像评价指标均具有显著提升,其中平均梯度(AG)提升了 2.23,信息熵(Entropy)提升了 0.12.从主观效果可以看出,文中所提出的融合去雾方法可以更好地去除雾霾散射影响,从而获得质量较高且细节保留较好的去雾图像.

    图像去雾偏振去雾暗通道先验图像融合灰度映射

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    嵌入空间位置信息和多视角特征提取的红外小目标检测

    何自芬薛金生张印辉陈光晨...
    185-197页
    查看更多>>摘要：针对红外小目标图像的低分辨率、特征信息少、识别准确率低等问题,提出嵌入空间位置信息和多视角特征提取(Embedded Spatial Location Information and Multi-view Feature Extraction,ESLIMFE)的红外小目标检测模型.首先,随着网络深度的增加导致特征图分辨率逐渐减小从而丢失细节信息,因此在骨干网络中嵌入空间位置信息融合注意力机制(Spatial Location Information Fusion,SLIF)弥补小目标特征信息.其次,结合C3模块和动态蛇形卷积提出多视角特征提取(Multi-view Feature Extraction,MVFE)模块,通过在不同视角下提取同一特征来增强小目标的特征表达能力.采用大选择核(Large Selection Kernel,LSK)模块,通过使用不同大小的卷积核提取小目标多尺度信息,以提高对红外小目标定位能力.最后,引入基于注意力的尺度内特征交互(Attention-based Intrascale Feature Interaction,AIFI)模块增强特征之间的交互性.在对空红外小目标数据集上进行实验,实验结果表明,mAP75的检测精度为90.5％,mAP50～95检测精度为74.5％,文中模型能够较好地实现对红外小目标精确检测.

    空间位置信息多视角特征提取动态蛇形卷积大选择核基于注意力的尺度内特征交互红外小目标

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    基于深度学习的仿生偏振视觉固/气热源识别技术研究

    原帅欧阳名钊付跃刚杨晨南...
    198-207页
    查看更多>>摘要：基于仿生偏振视觉原理,开展了高温固/气热源目标长波红外偏振识别技术研究.以高温金属热源和丁烷气体燃烧热源为研究对象,提出将不同通道偏振距离图像进行融合,分析高温状态下固/气热源目标偏振特性及目标背景对比度特征.同时,结合深度学习技术,构建三类偏振距离红外融合图像数据集,使用YOLOv8网络对其中固/气热源目标进行分类识别.结果表明,双通道偏振距离图像中高温固体热源表现出边缘偏振信息,三、四通道偏振距离中伪装热源目标体现出边缘和纹理特征,二者在噪声环境中对比度高.其中,三通道偏振距离对比度表现最优.相较于原偏振距离图像,融合图像目标背景对比度得到增强.三类数据集中固/气热源目标可被有效识别,mAPo.5达到99％以上,mAP0.5:0.95值234组合达到73.7％,223组合达到75.2％,443组合达到67.3％.实现了多通道组合下的高温固/气目标物分类识别比较研究,验证了红外目标偏振技术在固/气热源目标识别方面的可行性.

    红外固/气热源目标仿生偏振视觉偏振特征识别深度学习训练

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