期刊,红外与激光工程 2024年卷2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

基于改进U-Net网络的相位解包裹技术研究

徐瑞书罗笑南沈瑶琼郭创为...

130-144页

查看更多>>摘要：提出了一种结合深度学习的空间相位解包裹方法,采用基于改进U-Net网络的编码器-解码器架构,同时加入包含双向长短期记忆网络(BILSTM)的CBiLSTM模块,并且结合注意力机制,避免了典型卷积神经网络学习全局空间依赖关系的固有缺陷的同时增强了深度学习模型对相位解包裹任务中的关键信息的关注能力.通过大量的模拟数据,验证了文中方法在严重噪声(SNR=0)、不连续条件和混叠条件下的鲁棒性,在以上三种情况下,同其他深度学习网络模型进行对比,文中所提出的网络模型的归一化均方根误差(NRMSE)分别为 0.75%、1.81%和 1.68%;结构相似性指数(SSIM)分别为0.98、0.92 和 0.94;峰值信噪比(PSNR)分别为 40.87、32.56、37.38;同时计算时间显著减少,适合应用到需要快速准确的空间相位解包裹任务中去.通过实际测量数据,验证了文中提出网络模型的可行性.该研究将双向长短期记忆网络(BILSTM)和注意力机制同时引入光学相位解包裹问题中,为解决复杂相位场的解包裹提供了新的思路和方案.

关键词：

相位解包裹深度学习注意力机制长短期记忆网络卷积神经网络

原文链接:

NETL
NSTL
万方数据

逐像元自适应增益成像系统的星上辐射定标方法

李则危峻黄小仙汤瑜瑜...

145-159页

查看更多>>摘要：逐像元自适应增益成像系统通过在每个像元的电子链路中集成四档不同容积的积分电容,可以在确保高信噪比的前提下实现大动态范围的遥感成像需求.此成像系统在发射前测试时,由于甚低增益(ULG)的动态范围过大而实验室积分球能量有限,只能通过与低增益(LG)的比例系数递推来间接对ULG后半量程的输出特性标定;星载太阳定标器反射能量过大会导致高增益(HG)和中增益(MG)输出饱和也无法直接测定辐射定标系数,只可通过比例系数推定.提出一种星上增益比例系数测定的方案,分别利用四档增益的输出作为特征对实验图像分类,将不同成像目标的输出码值作为多个定标能级,利用最小二乘法线性拟合相邻增益输出后得到相邻增益的比例系数.此方案验证了实验室增益比例系数测定结果,同时在外场成像实验中用该方法计算得到的比例系数用于相邻两档增益中较低增益图像反演较高增益图像,结果与实际较高增益图像对比归一化均方误差大部分小于 0.01、两图像结构相关系数基本在 90%左右、数据相关系数达到 90%.证明该方法测定的相邻两增益比例相关系数有较高准确性,在星上辐射定标时用于高增益辐射定标系数的递推求取有极大的可行性,解决了星上不能直接对HG、MG辐射定标的问题.

关键词：

星上辐射定标增益比例系数测定逐像元自适应增益成像系统大动态范围

原文链接:

NETL
NSTL
万方数据

弱风条件下斜程海洋湍流中涡旋光束的传输特性

吴鹏飞李成毓雷思琛谭振坤...

160-171页

查看更多>>摘要：光束在海洋介质中传输会极大地受到海洋湍流的影响.此外,涡旋光束轨道角动量的复用会极大地提高系统容量,因此研究涡旋光束在海洋湍流中的传输具有重要意义.在水平海洋湍流理论基础上,创新性地构建了斜程路径上海洋湍流相位屏模型,以相位结构函数为依据验证了海洋湍流相位屏的准确性,根据多相位屏法搭建准直高斯涡旋光束在海洋湍流中的上行传输链路模型.数值模拟并分析了不同天顶角、海洋湍流内外尺度及拓扑荷数等其他海洋湍流参数对准直高斯涡旋光束经海洋湍流上行传输的光强及相位分布、光束漂移、轴上闪烁指数和长曝光光斑半径的影响.结果表明:涡旋光束的拓扑荷数越小、天顶角越小,光束受到湍流的影响越大;在海洋湍流上行传输链路中,准直高斯涡旋光束的光束漂移、轴上闪烁指数及长曝光光斑半径随海洋湍流外尺度的增大而增大,且主要受传输距离的影响;理想情况下,取海洋湍流外尺度为无穷大,会高估湍流对光束的影响;由于涡旋光束的本身特性,拓扑荷数对光强及相位分布和长曝光光斑半径的影响也较为显著.

关键词：

海洋光学斜程海洋湍流相位屏轴上闪烁指数光束漂移长曝光光斑半径

原文链接:

NETL
NSTL
万方数据

米花型银-氮化钛薄膜SERS基底的制备及罗丹明6G的检测研究

邸志刚高建鑫贾春荣周昊...

172-181页

查看更多>>摘要：罗丹明 6G的痕量检测需要具有较高的灵敏度,为提高SERS基底的增强因子从而提高检测灵敏度,设计了米花型SERS基底,采用有限元法对其拉曼增强效果进行仿真,模拟不同中心球半径r、米花花瓣轴a、b、c以及中心球与花瓣间距d条件下电场强度的变化,得出最佳结构参数,并计算其SERS增强因子.随后利用电化学沉积法制备该基底,并探究电压值以及柠檬酸三钠和AgNO3 的浓度配比对基底结构和性能的影响,从而制备出与理想物理模型形态最接近的米花型银/氮化钛薄膜基底.然后用其对罗丹明 6G(R6G)进行痕量检测,探究该基底的拉曼增强效果以及稳定性.实验结果表明,当沉积电压为 2V,柠檬酸三钠与AgNO3 浓度配比为 1∶1(2 mmol/L∶2 mmol/L)时,得到的米花型TiN-Ag复合SERS基底与理想化模型仿真形态最接近.经过计算得到该基底的增强因子可达1015,对罗丹明 6G的检测限可达 10-13 mol/L.实验结果证明设计的基底灵敏度高、稳定性强,可对食品非法添加剂的痕量检测提供技术支撑.

关键词：

表面增强拉曼光谱米花型结构氮化钛薄膜痕量检测罗丹明6G

原文链接:

NETL
NSTL
万方数据

长距离高落差GIL多参量集成监测研究与应用

张兆闯陈建国韦晓莹张宝...

182-190页

查看更多>>摘要：针对气体绝缘金属封闭输电线路(Gas Insulated Transmission Lines,GIL)外壳振动、温度、应变等多参量通过分布光纤传感技术完成数据采集,并针对采集数据进行研究和应用.通过振动、应变、温度监测试验和数据分析,系统可准确测得光纤感知的振动、应变和温度数据,数据准确可靠.经测试系统测温精度≤±0.5℃,温度空间分辨率≤±0.6 m,定位精度≤±0.3 m;系统应变测量精度≤±20 με;系统振动定位精度≤±2 m,振动定位精度≤±2 m.通过对GIL外壳振动、温度、应变等多参量进行集成监测研究,在减少传感设备数量的前提下探索GIL运行规律.

关键词：

GIL多参量监测分布式光纤传感GIL运行规律

原文链接:

NETL
NSTL
万方数据

双自由曲面光束整形系统的虚拟面迭代设计法

朱泉锦马浩统陈炳旭邢英琪...

191-202页

查看更多>>摘要：双自由曲面光束整形系统可在不改变光束相位分布的情况下实现光束空间光强分布的按需调控,然而其需要设置虚拟平面来进行双自由曲面面形的求解.研究发现,传统单一虚拟面法在应用于结构紧凑和扩束倍率较大的系统时,存在设计不精准、整形效果差等缺陷,为此,提出了一种基于虚拟面迭代策略的双自由曲面光束整形系统设计方法.基于不同参数的同轴透射式和离轴反射式光束整形系统的数值仿真研究结果,表明该方法可有效规避传统虚拟面法的局限性.以将束腰半径为5mm的高斯光束整形为半径 30 mm的准直平顶光束的透射式双自由曲面光束整形系统为例,虚拟面迭代法所设计的光束整形系统将光强分布均匀性和能量利用率相对于单一虚拟面法而言分别提升了2.93%和 8.93%.

关键词：

高斯光束整形虚拟面迭代法自由曲面不重合度辐照度均匀度能量利用率

原文链接:

NETL
NSTL
万方数据

基于主成分分析和节点像差理论的公差降敏方法

官子涵王敏李晓彤

203-213页

查看更多>>摘要：为了在设计阶段预测光学系统加工装配后的像质并降低加工装配难度,提升设计效率,文中提供了一个高效的公差灵敏度降低方法.首先使用Zernike多项式量化像差,基于线性代数理论和Monte Carlo分析寻找引入扰动后系统的像差变化规律,通过降维后的像差场以及特征值分布确定主要引入像差;对系统制造过程中可能出现的失对称扰动和轴向扰动进行建模,基于节点像差理论描述扰动造成的引入像差,并通过统计分析确定关键表面;根据Zernike项与波像差的对应关系对像差空间进行变换,提出相应的评价函数纳入优化,进而抑制新像差的产生.将这一方法应用于两个不同的光学系统的设计,优化后预期加工性能(指定空间频率处 98%置信度的MTF表现)分别提升了约68%和 20%.与使用Zemax软件中TOLR操作数优化相比,结构 1 的优化时间由 7h缩短到 36 min,并且在结构 2 的优化中成功实现了公差降敏.结果表明,该方法能够在提升效率的同时有效降低公差灵敏度.

关键词：

光学设计公差降敏主成分分析节点像差理论

原文链接:

NETL
NSTL
万方数据

基于FBG的微小型三轴振动传感器研究

唐翔吴俊黎琪慧辛璟焘...

214-223页

查看更多>>摘要：为了研制一种微小型、三轴测量的高灵敏度振动传感器,提出一种分立元件交错组合的超紧凑光纤光栅三轴振动传感器设计方法.采用分立元件组合设计方法降低了设计加工难度,与一体化设计对比,分立元件组合结构的零件结构简单、易于加工、结构设计也更为灵活,缩短了传感器结构的优化迭代周期.通过理论模型分析和有限元仿真,优化传感器结构参数,最终封装完成的尺寸为 15 mm×15 mm×15 mm,质量约为 24.26 g.最后进行实验测试和传感器性能分析.实验结果表明:该传感器的工作频段为 0～1 200 Hz,在X、Y、Z轴方向的固有频率分别为 1 850 Hz、1 770 Hz和 1 860 Hz,三个轴向的灵敏度分别达到 77.37 pm/g、80.73 pm/g和 75.04 pm/g,横向抗干扰小于 5%.该传感器满足航天振动测量轻量化、工作范围和灵敏度的应用需求,在遥感卫星微振动测量等领域具有重要应用前景.

关键词：

光纤布拉格光栅三轴振动传感器微型化高灵敏度

原文链接:

NETL
NSTL
万方数据

红外图像去雾领域研究方法综述

唐文娟戴群

224-235页

查看更多>>摘要：红外图像去雾是指通过去除雾霾、烟雾等介质对红外图像的影响,恢复红外成像系统对比度和视觉质量的过程.红外图像凭借全天时、不受光照限制等优势,在军事、安防、医疗、能源勘探等领域广泛地应用.然而,由于大气介质对红外图像的干扰,这些应用往往受到限制,因此红外图像去雾成为一个重要的研究领域.近年来,随着计算机视觉、深度学习等技术的不断发展,红外图像去雾技术也取得了一系列重要进展,为红外图像应用的发展提供了强有力的支持.根据红外图像去雾过程中所依赖数据的不同,将现有的红外图像去雾方法划分为多信息融合和单帧图像处理两大类,其中多信息融合因为需要额外的信息来帮助图像恢复而使其应用受到限制;而目前基于单帧图像处理的主流方案包括图像增强和图像重建两个发展方向.对各种分类的代表算法进行了简要梳理,并分析了其原理、优势及不足.最后,对红外图像去雾的发展趋势做出了预测.该工作既可以帮助初学者快速了解该领域的研究现状和发展趋势,也可作为其他研究者的参考资料.

关键词：

红外图像去雾多信息融合单帧图像处理

原文链接:

NETL
NSTL
万方数据

基于空间非一致模糊核标定的红外图像超分辨率重建方法

曹军峰丁庆海罗海波

236-246页

查看更多>>摘要：近年来,红外成像系统在工业、安防、遥感等领域获得了广泛的应用,但由于制造工艺及成本制约,红外系统的分辨率仍然较低.基于深度神经网络的单帧图像超分辨率重建技术是提高红外图像分辨率的有效方法,获得了广泛研究,并在仿真图像上取得了显著进展,但应用于实际场景图像时容易出现伪影或图像模糊等现象.造成这种性能差异的主要原因是目前方法大多假定造成图像退化的模糊核是空间一致的,然而实际红外光学系统不可避免地存在像差、热离焦等,由此造成的图像模糊的模糊核并非空间一致的.针对这一问题,提出了一种非盲模糊核估计方法,通过采集特定的靶标图像,并设计模糊核估计网络,求解空间非一致模糊核;设计基于图像分块的超分辨率重建方法,将图像块和对应区域的模糊核一起输入非盲超分辨率重建网络进行子块图像重建,再通过子块合并和重叠区域图像融合,得到最终的高分辨率图像.实验结果表明,光学系统自身引起了模糊核随空间位置缓慢变化,在实验室条件下标定模糊核并基于图像分块进行超分辨率重建的方法可显著提高红外图像超分辨率重建的效果.

关键词：

超分辨率重建空间非一致模糊模糊核估计红外图像

原文链接:

NETL
NSTL
万方数据