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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
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    基于深度学习复杂环境的偏振成像技术研究进展(特邀)

    胡浩丰黄一钊朱震马千文...
    1-19页
    查看更多>>摘要：偏振成像技术通过偏振信息的获取和解译,可以有效抑制复杂环境干扰,提升成像质量,增强目标感知能力,对于复杂环境下的光学成像探测具有独特优势.然而,在散射、低照度等复杂环境下,偏振图像退化机理呈现非线性特征,偏振信息解译方法复杂度高.深度学习方法具有强大的特征提取和学习能力,通过学习大规模数据隐藏的映射规律获得偏振信息的复原效果,特别适合偏振成像这种多维度、相互关联的复杂信号处理问题.文中基于偏振成像的基本原理以及复杂环境偏振成像技术的范式,针对散射和噪声这两类典型的成像环境,介绍了深度学习偏振成像技术的研究进展,同时阐述了深度学习赋能复杂环境偏振成像任务的优势,最后对该领域的未来发展方向作以展望.

    偏振成像深度学习图像去散射图像去噪

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    面向星地激光通信的大气湍流预报研究进展(特邀)

    郭盈池李浪李晨高春清...
    20-33页
    查看更多>>摘要：激光通信系统在大气环境下应用的性能受到严重制约,当激光在大气湍流中传输时,其波面会发生畸变.在激光通信系统中,对大气湍流相关参数进行预报可以提前对星地数据传输链路进行调度,避免建立无效的通信任务.此外,大气湍流预报在天文选址、光学遥感等领域也有重要价值.随着国内外相关工作的长期积累以及算力、观测设备等硬件的能力提升,当前科研人员已经提出了一些大气湍流预报方案.文中主要综述了国内外学者在大气湍流预报方面的研究进展,首先详细介绍了 目前应用比较广泛的中尺度数值预报技术,列举了使用中尺度数值预报方法对国内外典型区域的大气湍流进行预报的相关工作;然后介绍了深度学习方法在大气湍流预报中的应用情况,对其优势与局限性进行了讨论;最后介绍了 一种面向星地激光通信的大气相干长度短时预报方法.

    大气湍流湍流预报C2n廓线大气相干长度

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    环形孔径折叠成像系统的光-数联合无热化设计(封面文章·特邀)

    马德超朴明旭谢亚峰赵渊明...
    34-43页
    查看更多>>摘要：环形孔径折叠成像系统通过光路折叠可以实现光学系统的小型化.然而环形孔径折叠成像系统由于仅使用一块基底材料,且没有补偿镜,无法通过光学被动无热化实现宽温度范围的高质量成像.为了减小温度对成像质量影响的同时简化光学系统结构,引入波前编码的方法来设计光-数联合的环形孔径折叠成像系统.文中研究了光-数联合的环形孔径折叠成像系统设计原理,推导了遮拦比与相位掩膜板参数的关系,以实现离焦一致性.在图像解码部分,文中研究了不同权重下的点扩散函数(PSF)的图像复原效果,通过模拟退火算法构建了合成PSF模型.根据理论分析设计了光-数联合的环形孔径折叠成像系统,焦距为70 mm,系统总长为25 mm,F数为1,全视场8°.在-40～60 ℃范围内,高温和低温下的峰值信噪比(PSNR)比其他方法分别提高了 4.709 0 dB和5.044 2 dB,实现了单一滤波器的图像复原.文中研究在简化红外成像光学系统的同时,采用光-数联合的方法克服了环形孔径折叠成像系统的温度限制,为宽温度范围红外系统小型化提供了新的思路.

    环形孔径折叠成像系统光-数联合无热化中心遮拦

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    40 K双波段长波探测器冷箱封装技术研究

    王小坤陈俊林罗少博曾智江...
    44-55页
    查看更多>>摘要：冷光学技术是弱目标及多光谱红外探测的重要支撑技术.为了实现低温光学系统温度精确控制和防污染,一般多将低温光学与探测器集成在冷箱内.某高光谱相机需要1个320x64量子阱探测器和1个320×64 Ⅱ类超晶格探测器共面拼接,集成双波段微型滤光片,形成长波双波段探测杜瓦组件,探测器工作所需的40 K低温环境由脉管制冷机提供.杜瓦采用无窗口设计,并通过柔性波纹管将杜瓦外壳与冷箱外壳集成,以实现气密性集成和光校调节.针对40 K温区双波段探测器封装的三维拼接、探测器及滤光片的低应力封装、制冷机与探测器的高效热传输等难点,对探测器的三维拼接、40 K温区高效热传输、探测器低应力集成的热层结构、低应力滤光片支撑、杜瓦与制冷机耦合等进行研究,创新性提出了三点Z向调节拼接方法、探测器Al2O3载体复合钼基板和钼冷平台的热层结构、双波段滤光片集成的钼支撑结构、带应力隔离的冷平台与制冷机过盈装配的耦合方法,最终实现了40 K温区下双波段探测器平面度优于±2.06 μm(RMS)、探测器的低温应力小于22.06 MPa、双波段滤光片低温形变小于8.55μm、探测器与制冷机温度梯度为2.6 K.40 K长波双波段红外探测器冷箱杜瓦组件经过2 000 h通电老练和300次开关机试验验证,试验前后组件性能未发生明显变化,满足工程化应用的要求.

    杜瓦冷光学量子阱二类超晶格40K温区

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    基于啁啾极化晶体的中红外上转换成像研究

    韩赵其智葛正王小骅周志远...
    56-65页
    查看更多>>摘要：将物体辐射或反射的中红外波段光转换到可见光区域、再利用高性能的硅基器件探测是一种有效的目标识别手段,规避了传统半导体中红外探测器在灵敏度、深制冷和噪声等性能方面的不足.文中利用啁啾极化的非线性晶体,在强连续泵浦光作用下,将中红外波段的光场信息高效、高保真地迁移到可见光域进行探测.通过建立简单的物理模型,理论上讨论了啁啾极化晶体参数对上转换成像性能的影响,并进行了数值仿真;通过实验进一步研究了啁啾晶体上转换方法在转换带宽、成像视场等成像关键参数上的优势,实验结果与理论计算值吻合较好.通过上转换方法,演示了相干光与非相干光照明条件下目标探测,实现了相干光照明下的光学边缘增强成像和非相干照明下的热辐射目标识别.这一工作对基于啁啾晶体的上转换成像系统的理解、设计和实际应用具有重要参考价值.

    中红外成像上转换啁啾极化晶体带宽效率

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    锑化物超晶格红外探测器研究进展与发展趋势

    张杰黄敏党晓玲刘益新...
    66-77页
    查看更多>>摘要：锑化物超晶格红外探测器具有均匀性好、暗电流低和量子效率较高等优点,其探测波长灵活可调,可以覆盖短波至甚长波整个红外谱段,是实现高均匀大面阵、长波、甚长波及双色红外探测器的优选技术,得到了国内外相关研究机构的关注和重视,近年来取得了突破性的进展.文中从锑化物超晶格的基本技术原理出发,梳理总结了超晶格红外探测器的发展历程和当前进展,结合超晶格技术特点的分析,初步探讨了超晶格红外焦平面后续发展趋势.

    锑化物超晶格红外探测器焦平面

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    蜂窝夹层结构缺陷红外热成像检测及缺陷分类

    唐庆菊谷卓妍卜红茹徐贵鹏...
    78-90页
    查看更多>>摘要：为实现GFRP/NOMEX蜂窝夹层结构常见缺陷的准确分类,基于红外热成像无损检测技术,采用卷积神经网络及迁移学习技术建立GFRP/NOMEX蜂窝夹层结构缺陷的分类模型,比较微调的VGG16、MobileNetV2、ResNet50、InceptionV3、DenseNet201模型对于缺陷的分类效果,结果表明以上模型针对GFRP/NOMEX蜂窝夹层结构蒙皮脱粘缺陷、夹层脱粘缺陷、积水缺陷、堵胶缺陷及健康区域均可实现准确的识别分类,其准确率均在94％以上.其中基于VGG16的两种迁移学习模型及ResNet50的迁移学习模型对于此数据集的分类效果优于其余几种经典模型的迁移学习网络,其准确率分别达到99.94％、99.10％、98.95％,五个类别φ值得分均高于96％,可实现缺陷区域及健康区域的有效分类.

    红外热成像缺陷分类迁移学习蜂窝夹层结构

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    飞秒激光烧蚀YAG晶体的阈值及孵化效应研究

    商涛邓国亮王俊伍杰...
    91-100页
    查看更多>>摘要：孵化效应在超快激光烧蚀和加工的过程中起着重要作用.文中通过实验研究了波长为1 030nm的飞秒激光烧蚀YAG晶体的阈值和孵化效应.在单脉冲作用时,YAG表面发生"温和"烧蚀,具有较小的烧蚀孔径和深度;多脉冲作用时,由于孵化作用的影响,烧蚀阈值随着脉冲数的增加而显著降低.分别采用三种孵化模型,对比研究了其对YAG晶体烧蚀阈值的拟合效果.通过实验和拟合,得到单脉冲作用下烧蚀阈值为Fth,1=(12.27±3.56)J/cm2;多脉冲作用下,饱和孵化阈值为Fth,∞=(1.82±0.37)J/cm2.该研究为飞秒激光精密加工中的能量和脉冲数等参数的控制提供了参考.

    飞秒激光烧蚀阈值孵化效应孵化模型

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    基于声光调制器的光学锁相环He-Ne激光稳频方法研究

    刘宇森王建波殷聪韩绍坤...
    101-110页
    查看更多>>摘要：报道了一种基于声光调制器与光学锁相环相结合的高稳定度激光稳频方法,用于提高热稳频He-Ne激光器的频率稳定度和准确度.为了克服全内腔热稳频He-Ne激光精密调谐困难的缺点,发展了基于声光调制器两次移频的频率调谐光路,有效地消除声光调制器移频光束路径对衍射角θ的依赖.自行研制了具有高灵敏度与捕获带宽的光学锁相环系统,利用声光调制器的高频率响应特性实现热稳频He-Ne激光高速、准确的锁定.成功实现了热稳频He-Ne激光器偏频锁定至碘稳频He-Ne激光器.实验结果表明,环路锁定后拍频频率波动在±0.2 Hz范围内,频率抖动的标准差为0.04.偏置频率为30 MHz时,系统在1 s和1000s积分时间的相对阿伦方差分别为3.3 ×10-9和1.4×10-12.系统锁定后,压缩后的拍频线宽小于2 kHz.该研究表明,采用基于声光调制器与光学锁相环相结合的激光稳频方法可以实现亚赫兹级的激光频差控制,通过将热稳频He-Ne激光器偏频锁定至高稳定度的参考激光源可以显著提升其频率稳定度和准确度.

    激光稳频声光调制器光学锁相环偏频锁定

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    基于PbS量子点的可调谐高能量锁模光纤激光器

    陈广伟赵悦胡国庆秦莹...
    111-119页
    查看更多>>摘要：基于低维纳米材料的飞秒光纤激光器在光学开关、光纤传感和光通信领域中发挥着重要的作用.然而,低损伤阈值限制了其在高能量激光领域的实际应用.为了解决这一问题,实验中基于PbS量子点饱和吸收体,在近零色散区研究掺铒光纤激光器的飞秒脉冲输出特性,脉冲中心波长为1 568.6 nm,光谱的3 dB带宽为11.4 nm,脉冲半高全宽为361 fs.利用多模光纤中的非线性多模干涉效应实现带宽可调的光谱滤波效应,调节偏振相关"基模"引起的群时间延迟量调控腔内总色散量,升高泵浦驱动电流达到饱和吸收体的反饱和吸收特性区域,实现从展宽脉冲到高能量耗散孤子共振脉冲的切换.由于局部的非同步色散波与孤子之间的相消干涉效应,导致耗散孤子共振脉冲光谱出现了dip型边带和Kelly边带不对称地分布在光谱两边的现象.通过调谐腔内脉冲的偏振状态和泵浦功率,高能量脉冲的半高全宽可以在7.7～23 ns之间调谐.当泵浦驱动电流达到800 mA时,腔内激光脉冲能量为34.8 nJ,其损伤阈值大于60 mJ/cm2.该工作为实现高效、高能量飞秒光纤激光提供了新的解决方案.

    PbS量子点高能量脉冲锁模光纤激光器多模干涉效应

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