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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。
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    基底均匀掺杂下EBCMOS空间分辨率的影响因素研究

    郑佳彤宋德石峰姜北...
    208-215页
    查看更多>>摘要：电子轰击互补金属氧化物半导体(EBCMOS)是一种结合电子束轰击和CMOS技术的先进成像技术.为提升EBCMOS的成像质量,获得高分辨率的EBCMOS微光成像器件,对EBCMOS电子倍增层结构均匀掺杂下的空间分辨率的影响因素进行了研究.依据载流子传输和复合理论结合蒙特卡洛方法,建立了 EBCMOS中电子倍增层内空间分辨率理论计算模型.模拟分析了在基底均匀掺杂下基底厚度、基底掺杂浓度以及入射电子能量对EBCMOS分辨率的影响.研究结果表明,在基底均匀掺杂结构下对基底进行减薄和降低基底掺杂浓度可以缩小倍增电子的扩散半径,进而获得高分辨率的成像器件;改变入射电子能量对倍增电子聚焦和分辨率的影响不大.经优化基底均匀掺杂结构下基底厚度为10 μm、基底掺杂浓度为1014cm-3、入射电子能量为1 keV时极限分辨率可达37 lp/mm,文中工作将为优化电子倍增层结构和提升EBCMOS分辨率提供理论基础.

    EBCMOS分辨率均匀掺杂微光成像

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    超声电机驱动的可变光阑开环控制方法

    吕本超李晓牛武俊峰汤灵峰...
    216-224页
    查看更多>>摘要：针对变F数红外光学系统可变光阑的装配空间有限、光阑运动中叶片间摩擦力变化以及光阑活动环转角与孔径之间的非线性关系,提出了一种行波型旋转超声电机驱动可变光阑的开环控制方法.建立了超声电机驱动可变光阑的控制模型,并推导了可变光阑活动环转角和孔径之间的变化关系,得到了超声电机驱动可变光阑的灰箱控制模型;基于图像识别对超声电机驱动可变光阑的孔径变化进行采集,并通过灰箱模型辨识灰箱控制模型参数;设计实验对该控制方法进行验证,实验中最小分辨率为0.13 mrad,光阑开启时平均绝对误差为0.077°,光阑闭合时平均绝对误差为0.079°.结果表明:该开环控制方法满足超声电机驱动可变光阑变F数的需求.

    红外光学系统可变光阑开环控制灰箱模型超声电机

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    大视场通用相机的帧插高速成像方法

    王宇金武锦辉刘吉张博洋...
    225-234页
    查看更多>>摘要：高速摄影在运动物体测试中至关重要,然而,基于电荷耦合器件或互补金属氧化物半导体的传统成像方法在成像速度和光子灵敏度方面存在局限性.高速相机存在设备成本高昂、大视场复杂环境中成像困难、时-空间分辨率的平衡等问题.作为一种补充方案来应对高速成像的需求,提出了一种基于大视场通用相机的帧插高速成像方法(Frame Interpolation High-Speed Imaging Method,FIHSIM),用于提升通用相机的高速成像能力.该方法首先对传统通用相机捕捉的模糊图像进行预处理来消除复杂背景.其次,通过对每张模糊图像的不同时间域的灰度值中恢复出图像的时间信息来重建动态图像,此方法虽未提高相机本身成像速度,但通过插值提升了图像质量,达到高速摄影的成像效果.此外,该方法的性能在强运动或极端光照条件下可能会受到限制.为验证方法可行性,运动目标在FIHSIM与高速相机进行对比实验,通过细致测量及分析图像中物体的位移及其误差,实验结果表明,FIHSIM结合通用相机可以实现高速摄影.基于通用相机的帧插高速成像方法的高速瞬态成像速度能实现从一到一百万帧的速率动态范围,同时保持通用相机相应的空间分辨率.因此,FIHSIM具有高空间分辨率、能够记录大量虚拟帧图片观察动态事件的能力,为高速成像提供了一种有效工具.

    图像重建高速成像帧插算法大视场通用相机

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    聚合物分散液晶的散射特性与成像恢复

    黄书阳贾焓彬孙巍谢向生...
    235-244页
    查看更多>>摘要：散射是光学成像的重要障碍之一,科学家已经发明了各种计算成像技术实现透过散射介质后的聚焦与成像.与之相反,有些散射介质在日常生活中起到保护隐私的作用,如窗帘、毛玻璃和聚合物分散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal,PDLC)等.PDLC作为一种电控切换透光状态的新颖散射介质,已被广泛应用到生活和工作中.文中研究了典型的PDLC的光学特性,包括散射特性、透明度及电控特性等,发现PDLC的散射效果主要体现在宽谱背景光匀化造成目标成像对比度下降上,透过PDLC的光场中的弹道光比例较高,总能通过相应的滤波和计算成像方法窥视其遮挡物体信息.目前的PDLC在保护隐私上存在较大隐患,简单的光学匀化不能作为PDLC设计和制备的唯一指标,必须提出更全面的散射光学特性指标.

    散斑相关成像计算成像光学记忆效应聚合物分散液晶

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    基于Alvarez透镜的短行程红外变焦镜头

    张冰锐杨志旺张晨钟赵卫华...
    245-255页
    查看更多>>摘要：变焦镜头可通过改变系统焦距,实现从大视场观察到小视场高分辨成像的连续观测,在各种场景都有广泛的应用.Alvarez透镜较小径向位移即可实现较大倍率焦距变化,有利于缩短变焦行程,其应用难点在于具有非旋转对称像差,难以通过其他透镜校正.首先通过薄透镜模型及波像差理论给出了 Alvarez透镜各项像差与自由曲面系数对应关系,得出口径、移动行程和空气间隔是影响轴上像差大小及像差对称中心偏移的关键因素,将面型扩展为高阶xy多项式可校正轴上的球差、彗差等像差.其次,根据Alvarez透镜像差特性和变焦行程最小化原则提出一种五组元变焦镜头,利用高斯括号法给出变焦方程.最后,依据上述理论设计出一款中波焦距100～600mm连续变焦镜头,变焦最大行程8.6 mm,成像质量良好,验证了理论正确性,为Alvarez透镜应用提供了理论基础.

    光学设计变焦镜头像差特性Alvarez透镜

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    基于巴特沃斯截面拟合的冷反射校正

    宿军王浩陈媛王劲松...
    256-265页
    查看更多>>摘要：红外图像广泛应用于工业生产、医药卫生、安防等领域,但在成像过程中,红外探测器不可避免地会受到各种噪声的干扰影响.其中,冷反射现象作为一种典型的干扰噪声,不仅影响红外图像的可视性,还会降低目标探测、识别跟踪等后续处理的精度.因此,在致冷型红外光学成像系统的设计中,需要对冷反射进行严格控制.尽管通过优化系统的像质和结构可以在一定程度上抑制冷反射,但该现象仍无法完全消除.为此,提出了一种基于巴特沃斯截面拟合(2D-BLM)法的冷反射校正方法,通过光线追迹模拟实际场景中的冷反射现象,利用该算法对冷反射光斑进行拟合,并对某致冷红外镜头所拍摄含有冷反射现象的红外图像进行校正,以验证算法的有效性.实验结果表明,利用2D-BLM模型不仅能够有效去除冷反射噪声,提升红外图像的信噪比和质量,还大幅减少了计算工作量,同时其光斑拟合误差控制在1％以内,显著提高了冷反射校正的精确性和稳定性.

    冷反射巴特沃斯模型截面拟合致冷红外光学系统去噪反求工程技术

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    气泡散射影响下的水下光传输特性研究

    项玉龙陈伟
    266-274页
    查看更多>>摘要：海水中存在着许多大小不同的气泡,对水下光传输系统的性能产生重要影响.提出了一种气泡散射影响下的光传输仿真模型,相比于传统蒙特卡洛模型,该模型引入了散射系数的随机变化,并根据气泡量改变光子运动的步长,同时对激光在气泡中的传输特性开展了实验研究.结果表明,模型得到的接收光强分布与实验吻合较好,随着气泡量的增大,接收光强概率密度峰值从大于平均光强的位置逐步向小于平均光强的位置过渡.此外,还分析了接收光强平均值左右两侧能量比值的变化情况,发现随着气泡量的增大,接收光强能量比值呈现先增大后减小的趋势.研究所得结果对于理解气泡散射影响下的水下光传输特性具有指导意义.

    水下光传输仿真模型蒙特卡洛气泡

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    双折射多普勒风成像干涉仪光学失配下视场特性研究

    颜廷昱罗文佚王皓张淳民...
    275-283页
    查看更多>>摘要：对中高层大气风场高分辨率、高精度探测能为理解大气波动、耦合过程及物质能量输运特征提供数据支撑.双折射多普勒风成像干涉仪具有稳定性好、小型轻量、装校难度低等优势,是探测中高层大气风场的有效手段.基于双折射多普勒风成像干涉仪的琼斯矩阵模型,模拟四分区视场中步进相位的变化情况,并对不同光学失配情况下风速极大值条带的分布情况和仪器可用视场范围进行分析.结果表明,在正常情况下,视场中存在相位步进值为0°和180°的特殊条带,导致探测视场受限.当延迟板晶体相对旋转失配时,条带数量增加,导致可用视场范围变窄,且随着旋转角度的增大,可用视场范围逐渐缩小;当延迟板存在倾斜失配时,可用视场范围不变,但是会在整体视场中平移,随着倾斜角度的增大,可用视场范围并不随之变化;如果仪器整体发生偏转,风速测量误差极大的区域会略微弯曲,但实际可用视场范围不变.该研究将为双折射多普勒风成像干涉仪研制、装校维护及风场探测实验提供理论指导.

    风成像干涉仪双折射晶体四分区视场步进相位

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    太赫兹光谱技术在爆炸物探测中的应用及研究进展

    张瑞萍王琴暴丽霞
    284-291页
    查看更多>>摘要：由于其低能量、高透射、指纹谱和安全性等优点,太赫兹光谱技术能够用于检测和辨识单质、混合物和隐匿的爆炸物,是安全领域中具有潜力的探测技术,在监测和防范爆炸物风险等方面有着广阔的应用前景.但是,由于仪器、环境、样品等多种因素的影响,导致太赫兹光谱数据信噪比下降,无法得到有效的光谱特征峰,严重影响寻峰比对识别爆炸物方法的有效性及准确性.为了提高太赫兹光谱数据的准确性,探讨了机器学习技术在太赫兹光谱分析技术检测爆炸物方面的应用,指出了机器学习可以进一步提高太赫兹光谱技术检测的准确性,并且开发更加精细的数据处理技术和更有效的数据增强技术,将机器学习与传统谱学分析技术相结合,是太赫兹光谱技术探测爆炸物领域的重要发展方向.

    公共安全爆炸物探测太赫兹光谱机器学习

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    [专题征稿]先进显示技术及应用

    292页
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