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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

    BGA焊点缺陷的全光学激光超声检测技术

    刘洋宋鹏刘湘玥赵江浩...
    98-105页
    查看更多>>摘要：激光超声检测技术凭借其检测精度高、响应速度快、非接触、无损伤等优点,在无损检测与材料性能评估领域具有重要地位.光学麦克风作为一种新型的全光学激光超声探测器,具有全光学、带宽范围广、灵敏度高等优势,已得到学者广泛关注.文中采用光学麦克风探测器对球状引脚栅格阵列封装(Ball Grid Array,BGA)焊点与模拟缺陷开展了激光超声检测的初步理论、仿真及试验研究.首先对脉冲激光作用于材料表面激发出超声波的过程进行理论分析,并利用有限元方法建立了 BGA焊点的热力耦合仿真模型,研究了模拟焊点内部超声波的传播规律与缺陷对超声波传播的影响.最后利用全光学激光超声检测系统对具有模拟缺陷的BGA封装电路板样件进行检测试验研究,并通过Lanczos去噪算法对结果进行处理.结果表明:利用波长为532 nm,单脉冲能量为2.66 mJ的脉冲激光能够实现直径5.5 mm焊点及缺陷的检测.

    无损检测激光超声焊点缺陷光学麦克风

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    用于校正大视场共轴光学系统畸变的自由曲面设计方法

    丁岩张乃文杨超薛常喜...
    106-114页
    查看更多>>摘要：大视场光学系统的畸变往往较为严重,畸变会导致图像的扭曲和变形,为了解决这个问题,提出了一种利用自由曲面校正大视场共轴光学系统畸变的设计方法,应用该方法可以在优化后期提升光学系统的指标.基于逐点法、矢量折射定律通过光线追迹的方式,根据原有光学系统的出瞳位置和畸变情况,利用自由曲面对各视场主光线进行偏折,进而对畸变进行校正.给出了设计实例,分别拟合出了自由曲面和非球面.对比结果显示,相比于原系统,自由曲面的加入导致TV畸变从-6.3355％下降到0.0002％,相对照度从65.5％下降为50％,调制传递函数从0.54提高到0.64,蒙特卡洛分析90％概率调制传递函数从0.574提高到0.589.相比于相同位置的非球面,自由曲面对系统的畸变校正能力更强,降低了0.2109％,调制传递函数提升了0.06,并且更具有减小系统切向和矢向之间发散的优势,相对照度降低了0.2％,蒙特卡洛分析结果提升了0.002.证明了自由曲面设计方法对大视场共轴光学系统的畸变有着明显的校正作用,体现了自由曲面在大视场共轴光学系统中有着潜在的重要研究和应用价值.

    光学设计自由曲面设计光线追迹畸变大视场共轴光学系统

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    空间遥感相机轻型探测器组件粘接方法研究

    李金辉朱英博丛杉珊张雷...
    115-124页
    查看更多>>摘要：对于小尺寸的空间遥感相机轻型探测器,为避免机械固定引入的装配应力对探测器感光面面形造成的影响,设计了一种轻型探测器粘接方法,计算胶层厚度减小粘接应力,保证粘接后的结构强度.首先,根据探测器组件工作环境选用合适的粘接剂为GHJ-01光学环氧胶和GD414硅橡胶,然后,通过无热粘接方程确定粘接胶层厚度为0.2 mm,并进行粘接面积计算,结合胶层参数制定了六种粘接方案;通过对探测器组件进行有限元仿真分析,计算了关键单元的变形情况,得到在温升工况下,探测器感光面面形变化低于0.001 2 mm的三种粘接方案;在经过随机振动和高低温热循环试验后,使用光学拼接仪和三坐标测量仪检测探测器拼接精度变化,对比试验结果得到最优粘接方案.最终检测结果表明,使用GD414硅橡胶粘接探测器底面和侧面,GHJ-01光学环氧胶顶部点胶的方案能够保证探测器组件在温升和力学振动条件下,保持面形精度优于0.000 7 mm,直线精度优于0.001 mm.对于小尺寸轻型探测器,最终优选的粘接方案能够满足粘接结构强度,符合探测器组件拼接精度要求.

    探测器粘接应力硅橡胶光学环氧胶拼接精度

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    高亮度低色差裸眼三维显示中的谐衍射结构设计

    吕富国霍富荣薛常喜
    125-134页
    查看更多>>摘要：目前,裸眼3D显示技术仍存在亮度低、清晰度差、结构复杂和制造难度高等缺点.为此,提出了一种可同时精确调制RGB像素光线的具有较大周期宽度的离散化谐衍射结构,四组交织排列的谐衍射结构子单元旋转对称分布组成调制三维光场的位相调制面板.使用Tracepro软件对水平方向上两个特定位置处的体像素进行了分光模拟实验.分析了不同台阶近似以及光源斜入射时的衍射效率与总光效的关系,得到16台阶近似时入射角应小于10°的结论.设计的谐衍射结构提升了显示亮度和清晰度,降低了设计与制造难度.得到了一种具有两个观看视角、分离角度为9.4°、最佳观看位置距离屏幕为384.2-402.8 mm的裸眼3D显示方案.

    光学设计裸眼3D显示谐衍射光学元件衍射效率体像素

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    基于FBG传感器的卫星天线形变重构技术

    赵继春李元浩宋育苗安国文...
    135-145页
    查看更多>>摘要：针对由温度变化和外界机械载荷等因素引起的卫星天线结构形变重构需求,提出了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)传感器的可视化形变重构技术.利用非金属封装材料和聚酰亚胺光纤光栅制备了 FBG应变传感器和温度传感器进行应变与温度的测量,采用光纤传感解调系统实现结构的形变重构.搭建了变温环境天线结构模拟试件形变重构测试平台,采用激光测距仪完成对比测试.研究结果表明,通过相同工艺制备的FBG传感器具有很好的一致性,常温下FBG传感测量的误差小于5.94％,变温环境下的测量误差小于6.97％.重构后的曲面能够真实反映模拟试件的形变情况,验证了该系统的有效性.该技术在卫星天线结构形变重构领域中有良好的应用前景.

    形变重构FBG传感器应变检测温度解耦卫星天线

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    FBG反射谱数据滑动相关滤波算法设计与实现

    马嘉仪张旭李红朱云鸿...
    146-158页
    查看更多>>摘要：针对光纤光栅解调系统中现有滤波算法计算速度与滤波效果难以兼顾的问题,提出了一种基于滑动相关滤波的光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)反射谱滤波方法并在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)上实现算法加速设计.该算法根据FBG半峰全宽确定高斯函数二阶导数的标准差,用函数的负数作为滤波模板权重,通过滑动数据窗口进行反射谱数据与滤波模板的相关计算,从而实现滤波操作.使用该算法处理含高斯噪声、坏点和基线的仿真数据,验证了该方法对多种异常反射谱数据处理的有效性,并与其他下位机滤波算法进行对比分析,该算法能较好地保留原始数据特征,有较好的鲁棒性,信噪比最高提升28.23 dB,中心波长平均偏差和偏差标准差最小,分别为1.712pm和2.996pm.同时在FPGA片上平台实现了该算法,采用循环队列策略设计存储器,提高了存储器使用率,降低了资源消耗.实验表明,该算法可以有效校正多种异常FBG反射谱,在100 MHz系统时钟下处理一个反射谱数据所需时间仅5.09 μs,易于实现工程化应用,克服了下位机现有滤波算法对FBG反射谱中坏点、基线抑制作用较差和滤波后信号变形的问题,实现了 FBG反射谱滑动相关滤波算法的加速设计.

    滑动相关滤波光纤光栅传感FBG滤波FPGA

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    低损耗超声波金属化光纤布拉格光栅传感特性研究

    田婧祝连庆姚霁峰宋言明...
    159-165页
    查看更多>>摘要：传统胶粘式表贴封装的光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感器在长期使用过程中易出现蠕变、老化等现象,采用性质稳定的金属材料代替高分子聚合物胶粘剂封装可解决上述问题.采用超声波焊接法对FBG进行全覆盖式封装,实现了超低损耗表贴式金属化封装结构,并研究了其温度和应变传感特性.结果表明:采用超声波焊接法进行金属化封装对FBG造成的传输损耗仅为0.04 dB,封装后FBG传感器的温度灵敏度系数为26.44 pm/℃,应变灵敏度系数为1.18 pm/με,温度和应变传感拟合R-Squared均达到0.9996以上.可见,采用超声波焊接法能够实现结构简单、传感性能可靠的低损耗金属化FBG温度和应变传感器的制作.

    光纤布拉格光栅金属化封装超声波焊接低损耗传感特性

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    基于AlGaN/GaN HEMT外差探测器的太赫兹线阵列矢量探测系统

    王凯出丁青峰周奇蔡昕航...
    166-175页
    查看更多>>摘要：为 了研究 AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管(High-Electron-Mobility Transistor,HEMT)外差探测器应用于太赫兹来波方向(Direction of Arrival,DOA)估计领域的可行性及量化性能指标,基于AlGaN/GaN HEMT 243 GHz外差探测器搭建了太赫兹波线阵列矢量探测系统,实现了太赫兹连续波的相位分布和来波方向的测量.该系统的核心器件为准光-波导耦合的太赫兹外差探测器线阵列组件,阵元平均噪声等效功率(Noise-Equivalent-Power,NEP)为-123.89 dBm/Hz.通过测试,表明该系统相位解析稳定度优于0.6°,线阵列组件法线(阵列芯片的垂线)方向左右11°以内的太赫兹来波方向的检测误差小于0.25°.讨论了存在误差的原因及可能的解决方案,为后续基于AlGaN/GaN HEMT面阵列的太赫兹相控阵雷达及定向通信系统的研制提供了基础.

    太赫兹来波方向(DOA)估计阵列混频器外差(相干)探测氮化镓HEMT

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    烟火剂爆燃光谱示温反演研究

    赵猛夏惠军晁瑞泽邵铭...
    176-185页
    查看更多>>摘要：如何在高温、高压、高辐射状态下准确测温一直是一个难题,为解决该难题,以辐射光谱测温技术为基础,实现对多元烟火剂爆燃过程的非接触温度测量,为进一步明确烟火剂的反应步骤与爆燃产物提供了基础参数.通过建立多元烟火剂与示温颗粒的辐射光谱测温模型,给出基于凝聚相小灰体颗粒的发射率计算方法,开展凝聚相颗粒辐射谱线获取实验并进行连续热辐射谱线的示温反演.为提高反演的准确性,提出了一种方法以降低在多元烟火剂爆燃时出现的离子峰展宽影响,该方法采用维恩变换分析光谱曲线,使用Bisquare算法和最小二乘算法的双平方加权拟合去除非热辐射谱线,开展热辐射温度的反演.发现了烟火剂爆燃二次升温规律,温度出现升温-降温-再升温-再降温的二次放热的现象.该研究为炸药一类物质爆燃的温度场温度变化检测提供了一种新的反演思路和方法.

    爆燃光谱示温反演改进型维恩判据Bisquare算法

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    色差对星敏感器成像模型参数影响分析与补偿

    牛延召魏新国李健
    186-193页
    查看更多>>摘要：星敏感器在投入使用之前需要对其进行标定以获取准确的成像模型参数值来保证姿态测量精度.现有标定方法采用单一谱段光源模拟恒星成像未考虑恒星光谱特性,色差导致标定的模型参数值和真实值存在差异.为提高模型参数准确度,首先建立了光谱差异下星敏感器恒星成像模型,进一步分析了色差对不同光谱型恒星成像模型参数的影响.在此基础上,提出采用三个典型谱段模拟恒星成像,利用三谱段成像位置信息来推算不同光谱型恒星在星敏感器工作谱段范围内成像位置,以实现对任意光谱型恒星成像模型参数的补偿.实验结果表明:相对于现有利用单一谱段标定参数测量的星角距,该补偿方法测量的星角距均方根误差降低了40.81％,有效减小了色差对星矢量测量的影响.

    星敏感器参数补偿成像建模色差标定恒星光谱

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