自适应红外目标特征增强算法

利用直方图均衡化和灰度变换增强算法,不能有效增强红外图像目标。鉴于此,在研究红外图像特点的基础上,提出了一种自适应红外目标特征增强算法。该算法先对红外图像进行中值滤波,滤除掉图像中的随机噪声,然后利用直方图分割将红外图像分为目标和背景2部分,通过线性加权叠加抑制背景和增强目标。实验表明,该算法不仅能够根据红外图像中目标的灰度特性自适应地选取直方图分割阈值,而且在去除噪声和增加对比度的同时还抑制了背景,达到了预期的效果。该算法尤其适用于目标和背景像素比例相近时直方图具有局域双峰特征的红外图像中目标的增强。     

金属杂质辅助低能氩离子束诱导蓝宝石自组织纳米结构

使用实验室自主研发的等离子抛光与刻蚀系统,研究了不同入射能量下不锈钢杂质辅助Ar+离子束刻蚀蓝宝石表面自组织纳米结构的形成机制。采用Taylor Surf CCI2000非接触式表面测量仪和原子力显微镜分别对刻蚀后蓝宝石样品的粗糙度、纳米结构的纵向高度和表面形貌进行了分析。研究表明:引入不锈钢杂质后,当离子束入射角度为65°、束流密度为487μA/cm²、刻蚀时间为60 min、离子束入射能量为1000 eV时,蓝宝石样品表面出现了纵向高度为11.1 nm高度有序的条纹状纳米结构;随着入射能量的增加,表面开始出现岛状纳米结构;当入射能量为1200 eV时,形成了岛状与条纹状相结合的纳米结构,其纵向高度为13.6 nm;入射能量继续增加,蓝宝石表面岛状结构密度变大;当入射能量达1400 eV时,样品表面岛状结构的纵向高度为18.8 nm;入射能量为1600 eV时,样品表面出现较为有序且密集的岛状结构,其纵向高度为20.1 nm。自组织纳米结构先是以“条纹”形状出现,随着入射能量的增加,引入的金属杂质打破了在离子束溅射过程中表面生长机制和表面平滑机制的平衡状态,形成了岛状结构,该结构促进了纳米结构的生长,改变了纳米结构的有序性。     

基于可调超表面的激光散斑抑制方法

为抑制激光散斑现象,利用时间平均抑制散斑理论的基本思想,设计了一个具有高透射率、随机相位功能的超表面结构,并结合MEMS技术实现了微纳旋转载台的设计制造,实现了超小型的散斑抑制器件制造.实验结果显示激光散斑对比度可降低至2.63%,满足激光投影领域使用需求.该激光散斑抑制器件使用方法简单、能量利用率高、成本低且易于批量制造.     

射频聚焦离子源熔石英高确定去除特性研究

在离子束抛光工艺过程中，材料确定性去除特性对预测光学元件的各工位材料去除量和驻留时间具有极其重要的作用。采用射频离子源对熔石英光学元件的离子束刻蚀特性进行了研究，利用ZYGO激光干涉仪获得准确的去除函数，系统分析了气体流量、屏栅电压、离子束入射角和工作距离等因素对熔石英去除函数的影响，并分析了各单一工艺因素微小扰动时，材料峰值去除率、半高宽和体积去除率的相对变化率。实验结果表明，相同工作真空条件下，工作气体质量流量的微小变化对去除函数影响极小，在典型的工艺条件下，屏栅电压在±5 V、离子束入射角±1°、工作距离在±0.5 mm范围内变化时，熔石英峰值去除率、体积去除率和峰值半高宽的相对变化均小于5%，去除函数具有较好的确定性和稳定性。     

GaAs/AlxGa1-xAs量子阱红外探测器微结构研究

采用金属有机物化学气相沉积法生长了两种不同结构参数GaAs/AlxGa1-xAs量子阱材料。利用傅里叶光谱仪分别对势垒中Al组分为0.20,0.30的1#,2#样品进行77 K液氮温度下光谱响应测试。结果显示:1#,2#峰值响应波长为8.38,7.59 m,而根据薛定谔方程得到峰值波长为9.694,8.134 m,二者误差分别为13.6%,6.68%。针对误差过大及吸收峰向高能方向发生漂移的现象,利用高分辨透射扫描电镜对样品微观界面结构进行分析,结果显示,样品存在不同程度的位错及不均匀性。结果表明:位错引起AlGaAs与GaAs晶格不匹配,是造成1#误差较大的主要原因;峰值响应波长随势垒中Al组分的降低而增大,说明Al组分减小致使量子阱子带间距离缩小是导致峰值响应波长红移的原因。     

多孔硬脆性材料的SHPB实验技术

以SHPB实验技术中一维假定和应力均匀假定为基础, 针对多孔硬脆性材料 的力学特性, 分析了利用传统SHPB装置在实验研究中存在的问题, 并从入射杆和透射杆的选 取、传感器的选取、试件参数的确定、入射波形的确定和数据处理方法的选取等方面总结了 克服这些问题的技术和方法.     

聚合物分散液晶PMMA-5CB的制备及电光性能

以聚合引发相分离的方法制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基聚合物分散液晶(PDLC).通过差示量热扫描仪(DSC)、偏光显微镜(POM)对不同液晶5CB(4-氰基-4'-戊基联苯)含量的PDLC热力学行为和液晶分散状态进行了表征.在电压为0～30 V、波长为633 nm处,用紫外可见分光光度计(UV-Vis)对PDLC的电光性能进行了研究.结果表明当w(5CB)达到20%以上时,PDLC发生相分离现象;当w(5CB)=30%时,液晶的分散状态最佳,电光效应最强.     

热释电探测器积分响应测试系统研究

为了实现对红外探测器积分响应的自动测量,配合虚拟仪器技术搭建了一套热释电红外探测器积分响应自动测试系统。利用双绞线将测试仪器与计算机连接,以LabVIEW为开发平台编写软件测试系统,遥控测量仪器,实现计算机自动采集和处理数据实时绘制曲线,对LT-020-H型热释电红外探测器在不同调制频率下的积分响应度进行了测试并分析。在500K的黑体辐射下,探测器积分响应度达到3.5×106V/W。通过对实验结果进行分析,得到了探测器响应、黑体辐射温度以及信号调制频率之间的关系。     

弱电场下THF水合物生成特性

四氢呋喃(THF)水合物可以在常压、4.4℃时生成,广泛被用于水合物基础研究.本研究中,在反应釜两端的电极板之间施加了不同大小的电压,分析了不同电场强度对THF水合物一次生成、二次生成及三次生成的影响。研究结果显示:电场的存在对THF水合物生长期具有促进作用,加快了水合物的生成。在THF水合物的第二次生成过程中,由于弱电场以及水合物分解水记忆效应的存在,导致了THF水合物在生长期的生成速度增加,并出现了更高的温度峰值。在没有THF氧化反应的情况下,发现水合物快速生长期持续时间缩短。在电场存在条件下,水合物的生成表面以整齐的锯齿形由四周向轴线方向生成。