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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

    反射镜式光电系统光路内嵌复合轴稳定误差分析

    李红光彭富伦吴少博于帅...
    127-139页
    查看更多>>摘要：为满足各类装备平台对反射镜式光电系统光路内嵌复合轴高精度稳定的需求,针对实际研制中各类误差源相互耦合难以控制的难题,文中基于反射镜式光电系统光路内嵌复合轴稳定的原理,从理论上分析了快速反射镜角度与瞄准线角度关系线性化、陀螺和快速反射镜安装正交性误差以及快速反射镜测角精度对系统瞄准线稳定误差的影响,建立了瞄准线稳定误差与上述影响因素之间量化数学模型,并根据量化模型开展了计算仿真实验.仿真结果表明,在瞄准线稳定误差要求为2μrad级别时,快速反射镜角度与瞄准线偏转角度关系不能采用简化的线性化处理,陀螺安装误差应小于0.005 mrad,快速反射镜的安装误差应小于0.003 mrad,快速反射镜的测角精度应达到0.001 mrad.在实际应用中,在保证快速反射镜测角精度的基础上,应对陀螺和快速反射镜安装误差进行校准补偿,确保陀螺和快速反射镜安装误差产生的瞄准线稳定误差绝对值之和小于瞄准线稳定精度要求.

    反射镜式光电系统光路内嵌复合轴误差分析瞄准线稳定

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    计算全息检测技术的精度溯源研究现状分析(内封面文章)

    李佳程强王孝坤胡海翔...
    140-154页
    查看更多>>摘要：随着光学系统性能的要求越来越高,非球面、自由曲面等复杂光学曲面能够提升系统的成像性能,因此提升复杂光学曲面的检测精度极为重要.干涉检测是测量复杂光学曲面的重要手段,其中计算全息检测法(Computer Generated Hologram,CGH)作为干涉检测中的一种,因其精度高和设计自由度大等优点得到了广泛的应用.但是在CGH检测复杂曲面的过程中存在的各类误差会影响波前检测的精度.文中首先介绍了计算全息法的检测精度现状,其次归纳总结了造成计算全息法误差的主要因素.分别介绍了不同误差的产生原理、影响效果、相对应标定补偿方法及适用情景和优缺点;并介绍了基于CGH占空比与线条位置误差的调研现状分析以及现有的研究方法;最后对计算全息法检测的精度溯源和精度提升研究趋势进行了展望.

    计算全息图复杂曲面检测计算全息图精度溯源误差分析

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    自由空间连续变量量子密钥分发的信道透射率起伏特性仿真研究

    吴治庚李明姚正皓王天一...
    155-163页
    查看更多>>摘要：自由空间量子信道的透射率在连续变量量子密钥分发的安全性分析中扮演重要角色.自由空间中的大气湍流导致透射率随机起伏,从而影响连续变量量子密钥分发.现有研究的自由空间量子信道透射率数学模型缺乏大气湍流效应物理层面的综合考量,因此在精确表征透射率方面存在局限性.文中从大气湍流的物理本质出发,采用分步传输结合相位屏平板方法对自由空间量子信道进行数值仿真研究,并将仿真结果与已有的数学模型进行了对比分析.对自由空间量子信道数值仿真执行105次,计算透射率并进行数理统计,得到自由空间量子信道透射率的概率密度,结果表明,采用改进Von Karman大气湍流谱模型能够精确实现真实的自由空间量子信道,而采用Kolmogorov大气湍流谱模型仿真计算得到的自由空间量子信道透射率被高估,最大误差达到5.28％;将数值仿真精确实现的透射率概率密度与已有的椭圆光束近似模型和光束漂移模型进行比较,发现这些模型均低估透射率,与真实的自由空间量子信道情况存在一定差异.研究结果能够精确表征自由空间量子信道透射率的随机起伏特性,可用于准确评估自由空间连续变量量子密钥分发的安全性.

    自由空间连续变量量子密钥分发透射率随机起伏大气湍流

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    高精度光谱特性测试与表征系统

    姜洪妍孙兵陈德应季一勤...
    164-170页
    查看更多>>摘要：针对分光光度计存在发散角而导致窄带滤波器测试存在误差的问题,研制了高精度光谱特性测试与表征系统.分析了光束入射的锥角效应以及发散角对窄带滤波器中心波长、峰值透过率和半高宽的影响.利用发散角小的激光光束作为光源,搭建了高精度光谱特性测试与表征方案,完成了窄带滤波器的精确光谱特性测试及表征.通过对中心波长532 nm窄带滤波器的制备和测试,验证了系统的实用性.测试窄带滤波器的半高宽为0.79nm,峰值透过率为87.23％.对比5°和10°下的光谱透过率曲线,验证了角度对窄带滤波器的影响.高精度光谱特性测试与表征系统有效实现了窄带滤波器的高精度测试.

    光学薄膜窄带滤波器光谱测试高精度测试

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    混沌光纤激光器偏振分量的动力学特性

    樊林林杨玲珍王娟芬丁伟杰...
    171-177页
    查看更多>>摘要：实验利用光纤的非线性克尔效应在掺铒光纤激光器中实现混沌激光的输出,详细研究了泵浦电流和偏振态等因素对系统输出的影响,分别对混沌光纤激光器偏振分量的输出功率,动态演变、互相关特性及光谱等动力学特性进行了详细分析.结果表明,混沌光纤激光器及其偏振分量的输出功率随泵浦电流的变化呈线性关系.随着泵浦电流的增加,混沌激光偏振分量历经周期、混沌和自脉冲的输出状态,与混沌激光器输出的动态演变步调一致.不同偏振态下,混沌激光偏振分量同样可实现从周期到混沌脉冲串的动态演变过程,偏振分量之间的相关性与系统的输出状态密切相关.实验对不同泵浦电流的光谱进行了分析,光谱的形状不随激光器输出的不同状态而改变,其中心波长基本保持不变.实验结果对研究新型偏振可控光纤激光器及多路光纤传感等应用提供了一种新思路,该工作对于探索混沌光纤激光器偏振分量的非线性动力学特性具有重要意义.

    混沌光纤激光器偏振自相关动力学特性自脉冲

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    石英光纤近红外波段γ辐照效应实验研究

    王昭杨军张敏刘文祥...
    178-185页
    查看更多>>摘要：为提高某光学干涉测量系统的耐辐射能力,开展耐辐射光纤选型实验.以剂量率为0.5 Gy·s-1的稳态γ射线和剂量率为5.0×109Gy·s-1、脉冲宽度约20 ns的瞬态强γ射线为辐照源,获得掺锗、掺氟耐辐射单模光纤和常规G.652光纤在工作波长1 550 nm、注入光功率40 mW工况下的辐射感生损耗,结果表明,实验获得的在线辐射感生损耗数据真实可靠;在稳态γ射线作用下,掺锗和掺氟耐辐射光纤的性能差异不大,辐射感生损耗小于17dB·km-1,随着辐射时间的增加,辐射损耗呈现饱和,耐辐射光纤的性能均优于常规单模G.652通信光纤;在瞬态强γ射线作用下,两个不同型号掺氟光纤的性能最优,辐射感生损耗峰值分别为471.5 dB·km-1和608.6 dB·km-1,恢复通信时长约μs量级.掺锗光纤的瞬态辐照性能最差,辐射感生损耗峰值为2 691.3 dB·km-1,在μs时间尺度维持感生损耗饱和状态.

    辐射感生损耗石英光纤稳态辐照瞬态辐照

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    高兼容性亚码元级激光通信/测距一体化系统

    翟政豪王宜州黎景王亮...
    186-193页
    查看更多>>摘要：随着全社会的数字化转型,空天地一体化信息网络被迅速布局,对卫星间的多调制格式的高速相干光通信和高精度测距的需求愈加迫切.基于相干光通信,提出了一种低成本、低复杂度、高精度的通信/测距一体化系统,通过在相干光通信系统中间隔插入特定的测距数据帧,并利用改进的并行数字时钟恢复(CDR)算法,由其中的鉴相模块提取相位偏差信息,无需消耗额外的硬件资源即可实现高精度测距,由此满足卫星上低功耗、低重量和小尺寸的需求.此外,该系统可兼容不同相干光调制格式,包括OOK、BPSK和QPSK以及不同传输速率的相干光通信链路,体现出了高兼容性.提出的系统在现场可编程门阵列(FPGA)上进行实验验证,在625 Mbps和1 Gbps的BPSK信号下进行通信/测距实验.实验结果表明,码元持续时间为1.6 ns和1 ns,测距精度达到码元时长的2.25％和4.74％,测距精度分别为11 mm和14mm,达到亚码元量级.通过所提出的通信/测距一体化系统,解决了现有测距系统通用性较差,复杂度较高的问题,提升了系统的灵活性.

    FPGA时钟恢复高精度测距相干光通信

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    空间相机碳纤维主承力筒结构设计与分析

    刘旭汪恒刘晓丰贾真...
    194-203页
    查看更多>>摘要：针对某空间相机光学系统研制了组合式碳纤维主承力筒结构,为降低整体质量进行了多工况多目标优化设计.首先建立了质量最小为目标函数的尺寸优化模型,得到主承力筒结构的最优尺寸参数;其次建立了前三阶加权基频最大为目标函数的铺层优化模型,确定了支撑杆和加强梁的最优铺层参数,对优化设计后的主承力筒进行了模态分析和随机振动分析,得到了理论一阶基频和次镜安装面响应;最后进行了动力学试验加以验证.结果表明:结构一阶基频为245.7 Hz,次镜安装面最大响应为6.56 grms,与有限元分析结果误差均在3％以内,验证了有限元计算模型的准确性和可靠性,优化设计后整体质量有效降低1.7 kg,降幅达到11.9％,为碳纤维主承力筒结构的轻量化设计提供了一种有效且可靠的方法.

    多目标优化尺寸优化加权基频铺层优化随机振动

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    环形孔径成像光学系统的杂散光抑制方法

    赵渊明张博张承然谢亚峰...
    204-211页
    查看更多>>摘要：环形孔径光学系统采用单一光学元件实现高质量成像,提高了系统集成度.由于环形孔径光学系统的多环带反射面紧密排列在同一基底材料表面,杂散光线在各环带反射镜之间相互串扰,严重影响成像质量.针对单片式环形孔径成像系统,提出了一种杂散光抑制方法,通过环形孔径系统杂散光分析选定特征离轴角度,并根据特征离轴角度推导了遮光罩尺寸的表达式.对离轴角为5°～85°范围内的杂散光进行光线追迹,分析了点源透过率(PST)曲线.当红外波段离轴角小于15°时,环形孔径成像系统遮光罩使PST值降低了两个数量级,而当离轴角大于15°时,杂散光PST值降低了 2～4个数量级.结果表明,在实现成像系统小型化特点的前提下,设计的遮光罩结构使环形孔径成像系统具备杂散光抑制能力.

    光学设计环形孔径杂散光点源透过率

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    空域和频域特征解耦的红外与可见光图像融合

    范焱刘乔袁笛刘云鹏...
    212-227页
    查看更多>>摘要：现有的红外与可见光图像融合算法大都在空间域上进行卷积操作,实现特征提取、特征融合、图像重建.受限于卷积神经网络的局部建模特性,此类方法未能考虑图像的全局上下文信息,从而限制了融合算法的鲁棒性.针对上述问题,受到图像在频域上服从谱卷积定理的全局建模属性的启发,提出了一种基于空域和频域特征解耦的红外与可见光图像融合算法,分别解耦出源图像在空间域和频域中的高低频信息表征,并进行互补交互融合,以提高融合算法的鲁棒性.提出的方法主要由频域解耦分支、空间域解耦分支以及多频谱卷积注意力融合模块三部分构成.首先,频域解耦分支利用频率掩膜解耦出源图像在傅里叶域中的高低频信息表征,得到源图像的全局上下文信息.然后,空间域解耦分支包括两个并行的可逆神经网络模块和轻量级Transformer模块,分别用于解耦出源图像在空间域中的高低频信息表征,得到源图像的局部上下文信息.最后,提出一种多频谱卷积注意力融合模块,实现高低频表征信息的互补交互融合,促使融合图像保留更多的红外显著信息和可见光纹理细节信息.在MSRS、TNO、RoadScene三个数据集上的定性和定量实验表明提出的方法取得了优异的性能.相比2023年提出的DATFusion融合方法,在信息熵、平均梯度、VIF等多个客观评价指标上分别提升 13.3％、46.6％、10.3％.

    图像融合特征解耦傅里叶变换频率掩膜

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