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激光与红外
激光与红外

耿林

月刊

1001-5078

jgyhw@ncrieo.com.cn

010-84321137

100044

北京399信箱

激光与红外/Journal Laser & InfraredCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是中国光学光电子行业协会、电子部激光与红外专业情报网、中国电子学会量子与光电子学分会的联合刊物，报道光电子技术领域的科技进展、新技术成果等。设有综述与评论、激光技术、红外技术、光电器件、光电材料、市场动态和文献信息等栏目。
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    基于混合卷积窗六谱线插值的多普勒信号处理

    赵晨曦张达
    734-740页
    查看更多>>摘要：激光多普勒测速系统信号处理的过程中,通常采用快速傅里叶变换提取多普勒频移进而计算出被测物体运动速度,由于频谱泄露和栏栅效应的影响,会导致测量精度降低.本文提出了一种四项Nuttall窗和五项Rife-Vincent窗的混合卷积窗函数结合改进的六谱线插值算法来降低频谱泄露和栏栅效应所带来的影响,从而提高激光多普勒信号处理精度.搭建了双光束后向散射差动式激光多普勒测速平台,通过仿真和实测得出在加入了 RSN=-10 dB的高斯白噪声的情况下使用该混合卷积窗所测量的最小相对误差为0.0027％,而分别使用两个单一的窗函数测量的最小相对误差分别为0.0103％和0.0461％.从而验证了本方法的有效性.

    快速傅里叶变换频谱泄露栅栏效应混合卷积窗六谱线插值

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    高温热处理对碲锌镉衬底中Zn组分的影响

    范叶霞刘江高张立超周振奇...
    741-745页
    查看更多>>摘要：随着高性能碲镉汞红外探测器对碲锌镉衬底质量要求的不断提高,研制高质量的碲锌镉衬底材料势在必行.本文采用真空高温热处理温场与源控制的衬底高温热处理工艺,系统地研究了主要热处理参数对碲锌镉衬底中Zn组分的影响,给出了 Zn组分控制的热处理经验公式,初步获得了碲锌镉衬底中Zn组分的成分控制和高组分均匀性分布的方法,提高了碲锌镉衬底质量.

    碲锌镉性能改进Zn组分组分可调组分均匀分布

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    一款多色叠层量子阱红外探测器的读出电路设计

    张露漩于艳李敬国
    746-749页
    查看更多>>摘要：一款完整的红外焦平面探测器主要包含探测器件、读出电路、封装结构和制冷组件.目前根据不同应用场景,探测波段范围不断变宽、探测灵敏度需求提高、成像速度要求加快,对探测器设计提出了更严格、更复杂的指标要求.其中,读出电路将探测光信号转换为电信号传输至系统,是探测器组件的关键核心模块.本文设计了一款对应多色叠层量子阱型器件的红外焦平面探测器读出电路,能够实现同时间、同空间对四波段信号进行探测,并且同时读出,四波段信号的探测积分与读出之间没有互相干扰.探测器规格640 × 512,像元间距50 μm(四波段),各波段信号可实现分时积分、分别可调,采用边积分边读出工作模式,读出帧频可达到四波段探测时≥50 Hz,电路噪声≤0.5 mV,动态范围≥70 dB,电功耗≤600 mW,是一款超大规模低噪声高帧频的高性能读出电路.

    多色量子阱红外探测器读出电路

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    pπBn型Ⅱ类超晶格暗电流特性研究

    闫勇王晓华周朋刘铭...
    750-757页
    查看更多>>摘要：InAs/GaSb Ⅱ类超晶格(T2SL)红外探测器由于具有宽光谱探测能力、较好的材料均匀性、可以抑制载流子俄歇复合率和灵活的能带设计等优点,在长波红外探测领域具有很大的优势.但由于暗电流较大,其性能并未达到理论预测.pπBn结构是在超晶格材料的吸收层和接触层之间增加单极势垒,以抑制G-R暗电流和隧穿暗电流.本文分别从理论上研究了吸收层、势垒层和接触层的超晶格能带结构.模拟了 pπBn结构的InAs/GaSb T2SL,研究了其吸收层掺杂浓度、势垒层掺杂浓度和势垒厚度对器件暗电流的影响.通过优化吸收层掺杂浓度、势垒层厚度和掺杂浓度,得到暗电流密度为8.35 × 10-7A/cm-2的pπBn结构InAs/GaSb T2SL,与优化前的结构相比,暗电流降低了一个数量级.研究过程不仅为pπBn结构的InAs/GaSb T2SL器件的低暗电流设计提供了指导,而且为优化超晶格器件的暗电流提供了一种系统的方法.

    InAs/GaSb能带结构暗电流密度

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    温变环境下优化机载IRST系统探测包线研究

    王芳王薇王海晏寇人可...
    758-765页
    查看更多>>摘要：基于目前温度变化对机载红外搜索跟踪(IRST)系统探测距离的影响,建模分析了系统探测流程中目标与背景辐射对比度、大气透过率、光学系统、探测器性能随温度的变化情况,基于此提出了依据温度变化设置探测系统阈噪比的思想,且给出了具体设置算法.进一步仿真对比了优化阈噪比与传统恒定阈噪比条件下的探测概率包线,结果表明,前者的探测包线明显增大,说明依据温度设置阈噪比的方法可以显著提高IRST的探测性能.

    温度阈噪比探测概率包线

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    基于湍流模型的飞行器温度场数值仿真研究

    范福强邢素霞张俊举
    766-773页
    查看更多>>摘要：飞行器红外成像仿真需要不同飞行条件下的温度场分布.本文利用标准(Standard)k-ε模型、剪切应力传输(SST)k-ε模型和Spalart-Allmaras(S-A)模型分别进行数值模拟仿真计算,研究不同飞行速度和飞行高度下的飞行器温度场分布,并对不同模型的结果进行对比分析.首先,利用Multi Gen Creator软件对飞行器进行三维建模;其次采用Hypemesh软件和Fluent meshing软件中进行面网格划分和体网格划分,最后采用Fluent 2022R1软件仿真飞行器静态温度场分布,通过改变湍流模型与边界条件设置,对不同飞行速度和不同高度下飞行器温度场进行数值模拟仿真,并与理论结果进行了对比分析.实验结果显示,3种湍流模型均能较好的模拟飞行器蒙皮与尾喷管内壁壁面温度值.飞行器蒙皮温度随着飞行马赫数的增加不断升高;随着飞行高度的升高而不断地降低,与理论结果变化规律一致.在尾喷管内壁面温度仿真中,3种湍流模型仿真的内壁面温度最高相差21 K,相对误差在1.8％左右,在红外仿真中近似忽略不计,故3种湍流模型均适合尾喷管内壁面温度场仿真.在蒙皮温度场仿真中,3种湍流模型仿真计算的蒙皮平均温度值与理论温度值的相对误差均在5％以内,均可满足红外成像仿真的温度差值要求,其中k-ε模型在蒙皮温度场模拟中与理论温度值最为接近,因此k-ε模型精度更高,更适合于飞行器的流场仿真,能更好地仿真出空气动力加热对飞行器温度场的影响.

    Standardk-ε模型SSTk-ε模型S-A模型飞行器温度场模拟

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    基于区域候选孪生网络的红外目标跟踪算法

    刘效伦安成斌
    774-780页
    查看更多>>摘要：目标跟踪是光电设备的基本功能.为了应对跟踪任务中目标快速运动、复杂背景干扰以及遮挡的影响,不同于传统生成式方法与核相关滤波方法,本文提出一种使用深度学习的红外目标跟踪算法,使用双分支孪生特征提取网络对输入进行空间映射,经锚框划分图像区块后,分流为区域候选网络的"分类"与"回归"分支并进行特征模板匹配,对每个锚框进行分数评价后取"分类"分支中的最佳锚框,经"回归"分支进行预测边界回归后确定目标跟踪预测框,得到一种可以达到实时要求的红外单光宏观单目标跟踪算法.这种方法能够通过完全离线端到端训练整体系统参数获得,其制作过程简单,只要方法得当地进行参数精调,其性能有充分潜力可供挖掘.

    信号与信息处理跟踪算法深度学习红外目标孪生网络锚框

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    多模制导仿真中合成目标视线法原理与仿真

    李慧许振领王重阳苏振强...
    781-786页
    查看更多>>摘要：设计了一种多模复合制导仿真中利用三轴仿真转台实现弹体姿态和弹目视线运动的复合模拟方法.首先阐述了合成目标视线方法的技术原理,建立了仿真坐标系统,给出了角速度矢量转换及其软硬件空间的映射关系,然后研究了合成目标视线半实物仿真的实现流程,推导了三轴仿真转台驱动数据解算和导引头稳定回路注入视线角速度解算方法;最后开展了合成目标视线法的数学仿真,与真实视线模拟方法相比,导引头跟踪目标的光轴运动规律以及目标偏差角和弹目视线角速度指令输出一致,为多模复合制导半实物仿真中弹目视线运动的模拟实现方案提供了 一种新的技术手段,也为该方法的仿真应用提供了技术支撑.

    多模复合制导弹目视线运动合成目标视线法制导仿真

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    基于多模复合探测方法的无人艇目标识别研究

    周昇辉武军安郭锐
    787-795页
    查看更多>>摘要：随着水面无人艇技术的不断发展和应用,其对于舰船的威胁程度也日益加剧.以末敏弹打击水面无人艇为背景,为了提升多元激光/红外/毫米波探测器对水面小型目标的识别性能,提出 了 一 种基于多通道卷积神经网络(Multi-Channel Convolutional Neural Network,MCC-NN)和极端梯度提升决策树(Extreme Gradient Boosting,XGBoost)的复合探测信号识别方法MCCNN-XGB,同时构建了单通道CNN识别网络与基于人工特征提取的XGBoost识别算法作为对照,最终通过水面目标无人机载探测试验数据对上述三种模型的 目标识别性能进行评估与对比.测试结果表明,基于MCCNN-XGB的识别算法表现最佳,测试准确率达到了 97.26％.本文所提出的识别方法能够有效进行复合探测信号的特征提取,并且能够降低误识别率与漏识别率,具有较好的识别效果.

    末敏弹水面无人艇复合探测目标识别卷积神经网络机器学习

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    大面阵高分辨率三变倍双远心光学设计

    林正煜张继艳孙丽婷秦腾...
    796-803页
    查看更多>>摘要：针对芯片在塑封工艺中的表面缺陷检测,设计一款大面阵高分辨率三变倍双远心光学系统.通过远心理想模型分析和像差优化,得到一款大视场、高精度、可变倍、低畸变的双远心光学系统.该系统采用6500 W像素的大面阵工业相机,由13片球形透镜组成,工作波长在可见光范围内,F数为7,放大倍率为-0.305x、-0.427x和-0.500x,系统总长小于362 mm.设计结果表明,不同倍率下的全视场调制传递函数在奈奎斯特频率156 lp/mm处都大于0.1,最大畸变不超过0.2％,物方远心度小于0.2°,该光学系统成像质量良好,在工业表面缺陷检测光学设计领域有着一定的参考价值.

    光学设计双远心系统大面阵检测

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