首页期刊导航|红外与激光工程
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

    激光二极管端泵Yb∶YAG晶体的温度场及应力场

    李昕阳李隆任嘉欣贺政隆...
    120-128页
    查看更多>>摘要：为了解决激光二极管端面泵浦Yb∶YAG晶体引起的热效应问题,通过对晶体工作特点的分析,建立了周边冷却恒温、端面与空气存在热交换的有限元热模型.利用泊松方程,对Yb∶YAG晶体的温度场、热应力场、热形变场和热透镜焦距进行了数值计算,并定量分析了激光二极管泵浦光的高斯阶次、光斑半径和泵浦功率对激光晶体温度场的影响.研究结果表明:若激光二极管泵浦功率为50 W,耦合到泵浦面的光斑半径为400µm时,晶体尺寸为3 mm×3 mm×4 mm、掺杂浓度为5.0 at.％的Yb∶YAG晶体端面的最高温升为59.2 K,最大热形变量为0.64567 μm,晶体内稳定时最大应力为2.380×108N/m2,热透镜焦距为19.99 mm,该条件下激光器可正常运行.研究结果为全固态Yb∶YAG激光器的设计提供了理论依据.

    热效应温度场有限元分析Yb∶YAG激光器端面泵浦

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    全天时便携式户外型红外探测气溶胶激光雷达系统设计及应用

    庄鹏谢晨波康宝荣刘建明...
    129-140页
    查看更多>>摘要：介绍了全天时便携式户外型红外探测气溶胶激光雷达的工作原理、系统设计与多种场景应用分析.红外探测气溶胶激光雷达具有大气穿透性强,受天空背景光影响小、对大粒子敏感等特点,在大气气溶胶污染时空分布特征获取、水平能见度监测和垂直边界层监测的应用上取得较好的效果.系统水平扫描可获取大区域颗粒物分布图,及时发现污染源并联合近地面风速风向、颗粒物和一氧化碳浓度等数据评估污染源影响程度,同时能够准确地反演水平能见度,与标准能见度仪比对相对误差均小于20％.激光雷达反演边界层高度采用消光系数梯度法,实验结果与探空气球反演绝对偏差为200 m,能够准确反演边界层高度.该系统能够实时精确地捕获大气气溶胶分布与传输情况,准确反演水平能见度、边界层高度等信息,在大气监测领域具有广泛的应用场景.

    红外气溶胶激光雷达颗粒物分布能见度边界层

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据
    • 维普

    激光二极管端泵方形Tm:YAG复合晶体的热效应

    任嘉欣李隆李昕阳杨恒鑫...
    141-151页
    查看更多>>摘要：为了有效解决激光二极管端面泵浦激光晶体引起的热效应问题,引入复合晶体的概念,通过两种复合晶体模型(即单端键合和双端键合)来降低激光晶体的热效应.根据激光二极管端面泵浦激光晶体工作特点,建立端面泵浦方形Tm:YAG复合晶体热模型,利用热传导理论,用有限元分析法对复合晶体的温度场、热应力场和形变量进行了数值计算,分析了单端/双端键合方式、未掺杂晶体长度、增益晶体长度对方形复合晶体内部温度场及形变量的影响.结果表明,平衡状态下,激光二极管泵浦功率为30 W、泵浦光斑半径为400 μm时,YAG晶体厚度c1为1 mm,增益晶体厚度c2为1.5 mm,方形单端键合和双端键合的Tm∶YAG复合晶体内部最大温升分别为81.2、77.9 ℃;内部最大应力分别为146、104 MPa;热形变量为0.468、0.172 μm.可见,复合晶体能有效缓解晶体的温升和热形变,且双端键合的方式降低晶体热效应的效果更好.当增益晶体厚度为2.6 mm以上时,两种键合方式对复合晶体内部最大温升的影响基本保持一致.该研究为方形Tm∶YAG复合晶体的增益晶体厚度、未掺杂晶体厚度的选择提供了参考依据,也为实现Tm∶YAG激光器高功率输出 目标提供了理论指导.

    激光二极管温度场热形变复合晶体单端键合双端键合

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据
    • 维普

    面向光束指向调控的双快速反射镜偏转角快速解算方法

    黄泽帆李延伟谢虹波杨睿...
    152-162页
    查看更多>>摘要：基于双快速反射镜的光束指向调控系统可补偿光束位置偏差及角度偏差,双反射镜引入的耦合效应致使难以快速求解合适的镜面绕轴偏转角.为解决该问题,文中构建了双快速反射镜光束指向调控模型,分析了偏转角与光斑位移在小角度下的近似线性关系,提出了偏转角的快速解算方法,可在单次求解后获得适用的镜面偏转角.该方法采用迭代收敛算法解算抑制随机光束指向失调的偏转角并形成数据集,基于该数据集训练浅层神经网络,可根据当前光斑位置偏差直接解算快速反射镜偏转角.仿真实验结果表明,依据该方法解算的偏转角进行调控,相较于未调控前光束状态,在X和Z方向的位置偏差分别减小99.32％、99.46％,角度偏差分别减小99.07％、98.98％,平均综合偏差减小99.16％,极大地抑制了光束指向失调.

    双快速反射镜光束指向偏转角求解浅层神经网络

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据
    • 维普

    地基光电成像系统中单芯轴的设计与优化

    祝汉旺薛向尧邵明振张文豹...
    163-176页
    查看更多>>摘要：在大俯仰角和极端温差条件下,保持地基光电成像系统主镜面形精度的稳定性是关键.文中提出了一种新型单芯轴支撑结构,旨在提高主镜在极端环境下的稳定性和热膨胀适应能力,从而保证面形精度.通过卡式第二定理深入分析单芯轴应力尺寸链参数对镜面误差的影响,并结合Isight平台和多岛遗传算法进行结构参数优化,实现了结构稳定性与面形精度的平衡.仿真结果表明,在不同环境条件下,主镜的均方根波前误差(RMS)均小于30nm,峰值差(PV)小于120 nm,满足光学成像的高标准要求.此外,在△T=80 ℃、主镜光轴水平状态下,RMS和PV的优化率分别达到59.99％和23.2％,刚体位移的优化率高达21.96％,体现了设计的高效性.在20 ℃和40 ℃的控制室温条件下进行的激光干涉仪测试进一步证实了设计的有效性,以及与仿真结果的高度一致性.该研究为在大温差、大俯仰角条件下的地基光电成像系统中,中口径主镜的支撑结构设计提供了有力的参考,特别是在提高主镜面形精度方面具有重要意义.未来的研究将探讨该结构在更广泛温差和更大口径主镜下的应用,以及进一步优化其光学性能和结构稳定性.

    光电成像主镜支撑有限元分析优化设计单芯轴

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据
    • 维普

    高阶轨道角动量传输光纤设计及传输特性研究(内封底文章)

    赵丽娟吴雨静徐志钮
    177-190页
    查看更多>>摘要：为解决一般轨道角动量传输光纤传输轨道角动量模式数量少、质量差的问题,提出了一种基于正六边形空气孔排列的新型光子晶体光纤结构.该光纤引入了空气填充率高的矩形空气孔以及采用高折射率材料填充环形传输区域,能够有效提高环形传输区域和包层间的折射率差,且正六边形排列空气孔有利于提高模间有效折射率差.经过结构优化得到最优光纤结构,有限元法的分析结果表明,最优结构下,该光纤在常用波段S+C+L+U波段上能够支持142种轨道角动量模式的传输,最高阶数达到36阶.且所提出光纤具有良好的传输特性,本征模式的最高限制性损耗为10-9dB/m量级,与典型轨道角动量传输光子晶体光纤相比至少降低了 一个数量级;最大有效模场面积能够达到206.18 μm2,最小非线性系数低至0.397 W-1·km-1;色散平坦且最小色散变化低至1.457 8 ps/(nm·km);所有本征模式纯度均在93.4％～96.8％范围内.且该光纤具有较好的制备可行性,对制造精度要求不高.因此,该光纤在基于轨道角动量光纤的复用系统中具有广阔的应用前景,为提高通信容量提供了一种有效手段.

    光纤光学轨道角动量有限元法限制性损耗通信容量

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据
    • 维普

    基于无透镜散斑图像编码的集成式光谱检测

    周天彪黄思远文龙陈沁...
    191-200页
    查看更多>>摘要：近年来,片上光谱检测技术由于其优异的集成特性在各种应用中引起了广泛的关注.得益于集成在各类便携式平台的低成本图像传感器,与波长相关的图像编码技术成为一种新兴的集成式光谱检测方法.为了准确地对图像中的光谱信息进行解码,通常需要物镜和较大的工作距离,这些都不可避免地增加了光学系统的复杂性和整个检测系统的尺寸.文中提出了一种基于卷积神经网络算法的新型散斑图像编码技术,通过将纳米散射结构直接集成到图像传感器表面进行散斑成像,实现了无需光学镜头的片上集成式光谱检测功能.这种高集成、低成本的光谱检测方法和器件利用先进算法克服了有限硬件资源造成的弱光谱检测能力,有望在现场快检和分布式传感网络等领域得到应用.

    显微光谱仪图像编码散射深度学习

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据
    • 维普

    等离子体增强型ZnO基纳米线异质结阵列光电探测器

    吴茴彭嘉隆江金豹李晗升...
    201-210页
    查看更多>>摘要：低维ZnO基光电探测器具有高响应性和高光子吸收能力.然而,ZnO较窄的吸收范围以及较低的光生载流子寿命限制了低维ZnO材料在光电子学中的潜在应用.该研究展示了一种零维(OD)金属纳米等离子体增强氧化锌纳米线(ZnO)-硒化锌(ZnSe)异质结阵列的新型光电探测器.与基于单纯ZnO纳米线阵列的探测器件比较表明,该探测器具有优异的光电响应性能.在可见光作用下,该器件的响应度和平均上升(下降)时间分别为1.7 mA/W和1.812 ms(1.803 ms),在10 h连续测试中表现出优异的稳定性,为开发高性能光电探测器提供了一种低成本、可规模化的方法,有望在可穿戴设备、光通信系统、环境传感器等多方面得到应用.

    等离子体增强ZnO纳米线纳米线异质结光电探测器

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据
    • 维普

    基于损伤程度量化评估的光学薄膜元件激光损伤阈值测量方法

    辛磊杨忠明孟君刘兆军...
    211-221页
    查看更多>>摘要：光学薄膜元件是高功率激光器中的关键器件,其抗激光损伤的能力对整个激光系统的运行至关重要.精确测量薄膜元件激光诱导损伤阈值对提升激光器使用寿命与出光效率有着重要意义.提出一种新型激光损伤程度量化评估法,该方法对薄膜元件在不同能量密度下的激光损伤程度量化分析,通过损伤趋势拟合,评估激光损伤阈值.对激光损伤区域的量化采用图像超分辨白光显微干涉测量法,可实现纳米量级测量精度.通过仿真验证该测量方法可实现纳米量级损伤结构的三维重构,重构损伤区域误差小于0.01％.在实验部分,以激光谐振腔镜及窗口片为测试样品,无需大量重复性激光损伤实验,基于单片样品在一组不同能量密度激光束照射下产生的单次损伤结果实现测量,结果数据与S-on-1方法吻合,偏差小于0.5 J/cm2,两个样品多次测量结果的标准差分别为0.361 J/cm2和0.064 J/cm2.

    光学薄膜元件激光诱导损伤损伤阈值测量白光干涉技术三维形貌测量

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据
    • 维普

    光学元件磁流变加工不确定度误差工艺方法

    高博范斌王佳吴湘...
    222-232页
    查看更多>>摘要：为减少磁流变抛光过程中误差对加工精度的影响,实现光学元件磁流变高精度加工,采用一种不确定度误差工艺方法对加工中的误差进行抑制.通过对磁流变加工过程中的位置误差和去除函数误差进行不确定度分析,在理论分析与实验分析的基础上进行验证实验.由仿真与实验结果可知,加工中面形误差与中频误差均存在3.5 nm的不确定度误差值,通过验证实验,得到了加工后的面形误差RMS值为20 nm,中频误差RMS值为14 nm.结果表明,采用误差不确定度的方法可优化加工工艺流程,减少误差对加工过程的影响,可以达到不确定度下的面形精度.该方法为磁流变高精度确定性加工以及面形误差与中频误差的抑制问题提供了一种解决方案.

    光学加工面形误差磁流变抛光中频误差

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据
    • 维普