激光干扰CCD系统的实验研究

为了验证激光辐照CCD系统的干扰效果,进行了视场内和视场外He-Ne激光干扰面阵CCD探测器系统的实验研究,测得了像元饱和阈值和局部受辐照时的CCD饱和功率街度阈值.使用Matlab编程处理了视场内干扰图像,得到了激光入射能量与CCD饱和面积比的关系曲线,并对实验中出现的光饱和串音现象进行了理论分析.对视场外干扰图像进...     

激光干扰行间转移CCD串扰现象研究

分析了激光功率密度增加到原来的10倍的时候,激光干扰行间转移CCD的串扰图像部分的灰度值并不是成比例地增加,并对串扰图像进行了仿真。由于光电二极管的溢出是不断进行的,垂直CCD的每个像元都获得所有超过阈值的像元溢出的光生载流子之和。每个超过阈值的像元溢出的光生载流子等于垂直CCD向下移动一个像元所需的时间内溢出的光生载流子。通过求解感光部分中光生电子遵守的方程,得到电子浓度增量和入射光功率的关系,进而仿真出串扰图像。仿真了激光能量为串扰阈值10倍和100倍量级时的串扰图像,仿真结果和实验结果可比。     

激光干扰行间转移CCD串扰现象研究

分析了激光功率密度增加到原来的10倍的时候, 激光干扰行间转移CCD的串扰图像部分的灰度值并不是成比例地增加, 并对串扰图像进行了仿真。由于光电二极管的溢出是不断进行的, 垂直CCD的每个像元都获得所有超过阈值的像元溢出的光生载流子之和。每个超过阈值的像元溢出的光生载流子等于垂直CCD向下移动一个像元所需的时间内溢出的光生载流子。通过求解感光部分中光生电子遵守的方程, 得到电子浓度增量和入射光功率的关系, 进而仿真出串扰图像。仿真了激光能量为串扰阈值10倍和100倍量级时的串扰图像, 仿真结果和实验结果可比。     

不同波长激光对CCD的干扰性实验研究

为了对比研究激光对可见光CCD的干扰效果,采用532nm,808nm和1064nm波长的激光对同一可见光CCD进行了干扰实验。结果表明,3种波长的激光对CCD都有一定的干扰效果,由于干扰波长、干扰功率、工作方式等不一样,干扰效果也存在差异。对于脉冲式激光器,532nm激光比1064nm激光具有更低的光饱和阈值;当各波长激光输出达到一定功率时,CCD会出现饱和串音的现象。此干扰实验为更好干扰CCD成像系统提供了一定的实验依据。     

半导体激光器干扰CCD传感器实验研究

为拓展半导体激光器的应用,开展了半导体激光器对可见光CCD传感器的干扰实验研究,得出CCD饱和像素个数与激光输出功率和CCD传感器电子快门时间的对应关系.当电子快门时间分别为t=1/10000 S、t=1/4000 S和t=1/2000 S时,CCD的饱和阈值分别为1W、1W和2.8W."软损伤"的阈值为10W,然而,在激光输出最大功率为22.4W的条件下并没有使CCD损伤.     

脉冲激光干扰面阵CCD成像系统的实验研究

为了研究脉冲激光对面阵CCD的干扰效果,采用近场模拟实验的方法,设计了重复频率脉冲激光干扰CCD成像器件近场实验。当CCD器件表面接收激光功率密度达到2.97mJ/cm2时,观察和记录了CCD器件串音饱和现象;当CCD摄像机电子快门打开时,除发射窗口有激光光斑图像外,激光脉冲在激光器出光口竖直方向也会形成偏离出光口位置的漂移光斑图像。分析了CCD摄像机电子快门作用机理及图像信号转移方式机理,并对光斑漂移现象给出了合理解释。结果表明,重复频率脉冲激光可使CCD图像上出现漂移光斑而对图像形成干扰。这为重频脉冲激光干扰CCD的研究提供了理论基础和初步实验验证。     

0.632μm激光辐照可见光CCD干扰机理研究

利用0. 632μm波长激光辐照可见光CCD成像传感器进行激光干扰实验。结果表明,随着激光能量密度的增强,在CCD输出图像中逐渐出现辐照光斑、竖直白线、全屏饱和等典型激光干扰现象。当像面上的激光功率密度达到9. 8×10^-7W/cm²时,CCD出现光饱和串音,达到2. 8 W/cm²时,进入全屏饱和状态。通过分析CCD的结构及材料,发现在光电效应中光生载流子在极短时间内从势阱中溢出,在势垒的阻挡下,沿着竖直方向溢出速度高于水平方向,从而出现竖直白线现象。研究结果丰富了激光对CCD成像器件干扰效应的理解,为激光辐照CCD器件的干扰机理提供了理论依据。     

连续激光干扰CCD成像研究

由于光学成像系统本身具有的高光学增益,CCD器件非常容易受到激光的干扰和损伤,以连续632nm氦氖激光辐照可见光面阵CCD,收集到的实验结果表明：用较低功率的激光辐照CCD的局部,就可以产生全屏饱和现象。以命中概率作为效能指标,建立了激光干扰前后命中概率的变化情况的计算模型,通过命中概率大幅度下降说明激光干扰的有效性,为激光干扰的军事运用提供了依据。     

红外成像系统激光干扰饱和串音效应的仿真

分析了激光辐照下,红外成像系统饱和串音效应的机理,计算了投射到探测器表面的激光光斑半径及能量分布,建立了红外成像系统激光干扰的饱和串音模型,并利用系统仿真软件,模拟了激光辐照前后的系统成像效果,证明了激光干扰对红外成像系统成像质量的影响。     

两种不同脉宽的激光对CCD的干扰试验分析

分析了CCD光电探测器受激光干扰的可能性、激光干扰的机理及其影响因素，给出了目标光电探测器光敏面所接收的激光功率密度的公式，并进行了激光对CCD的损伤机制分析，给出了对CCD的从饱和到致盲的一系列效应。最后通过实验装置对比了长脉冲和短脉冲激光对CCD干扰的影响，定性的得到短脉冲激光器的致盲效果更好的结论。     

激光干扰对CCD成像系统目标检测性能的影响

分析成像系统的工作过程及常用检测算法,针对激光干扰图像的特点,结合背景杂波的量化方法,提出基于目标背景结构相似度与平方和根的图像尺度。该尺度利用结构相似度在成像检测方面以及平方和根尺度在目标局部对比度方面的优点,适用于激光干扰后检测算法性能的评估。激光视场内干扰与视场外干扰的实验显示:激光干扰使得Otsu算法的分割精度受到较大影响;对于相关检测算法,激光干扰会使相关曲面出现较大的波动,增大了虚警概率。研究结果表明:该尺度能够较好地反映激光干扰图像对于CCD成像检测算法性能的影响,初步验证了尺度的有效性。     

准平行光干涉的激光干扰方案与实验研究

提出一种利用准平行光干涉进行激光干扰的方案。在干涉理论分析的基础上,利用He-Ne激光实验得到2路、3路、4路的多光束准平行光干涉图像与干涉强度极大值,并仿真得出准平行光干涉图像和干涉光强分布。实验和仿真表明:准平行光干涉的图样的形状取决于光束的方向角。在某些方向角时,干涉视场的中央可出现干涉亮纹或亮斑。干涉条纹或干涉光斑之间的间距由两两光束之间的夹角所确定。在不大于0.5 mrad范围内,两两光束间夹角的实验数据与仿真数据近似一致,并且干涉亮纹或亮斑的强度极大值接近理论最大值,即2束、3束、4束准平行光的干涉强度最大值分别是单束光强的4倍、8倍、15倍。给出干扰方案的效果评估以及干扰有效性的验证。     

基于CCD的激光微位移测量系统研究

介绍了一种基于多普勒效应的可进行动态微位移测量的激光微位移测量系统。该系统以He-Ne激光器为光源,配以干涉系统移动方向判别及分频系统、CCD视频信号的高速动态采集系统、微机处理系统及干涉图处理软件包等。与传统测量方法相比,其精度、灵敏度及稳定性都有较大提高,并实现了微位移的全自动测量。     

Vibrating varifocal mirrors for 3-D imaging

As technology advances, the interactions between man and machine become more complex. A reliable three-dimensional man-machine interface could help alleviate some of the complexity; but an effective 3-D display has, so far, eluded technologists. Thus, we have been forced to make unnatural compromises when dealing with data that are essentially three-dimensional in nature. This article describes a system that may meet the autostereoscopic display requirements in many situations.     

高分辨率变焦式连续波测风激光雷达设计与实验

为实现近场风场的非接触式高分辨、高精度测量, 弥补脉冲相干测风激光雷达在近场风场测量存在盲区的缺 陷, 选用对人眼安全的 1550 nm 工作波长的高功率连续波光纤激光器作为光源, 基于激光多普勒相干测风原理, 通过 改变连续波激光聚焦位置实现风场不同位置的风速探测。为提高系统的信噪比 (SNR), 优化选取了当前系统本振光功 率参数; 并通过优化设计 “有效频谱质心” 算法, 对连续波测量体积内存在多个速度分量数据进行处理, 从而提高数据 反演精度。使用该激光雷达系统与超声波风速计进行对比实验, 风速数据相关性为 0.98, 标准差为 0.16 m·s−1。在此基 础上, 利用该激光雷达系统进行长期风速观测实验, 选取不同天气气溶胶含量差别较大的多组数据进行分析, 同时对 近地面及近建筑物风场内风速的变化进行了探究。局地风速观测实验结果表明, 该激光雷达系统的风速测量区间为 0.3∼18 m·s−1, 风场测量位置 2∼30 m, 能够实现风场风速梯度的连续测量。     

变焦系统误差分析

针对变焦距系统的动态误差和静态误差耦合问题,提出了一种误差分配与分析方法。首先对变焦距系统采用光路等效原理进行化简,通过分析变焦系统的误差源与物像位置关系,给出变焦距系统总体许用误差指标,然后利用齐次坐标转换与矩阵运算合成光学元件总体误差,同时建立等效光学系统误差精度判断准则,判断变焦距系统误差是否满足要求,最后结合光电经纬仪电视系统进行目视分辨率测试,给出变焦距系统各个光学元件的组内与组间误差对成像的影响。所提出的误差分析方法既可以用来检验各组误差的合成结果是否满变焦距系统足精度要求,又可针对总体误差进行逐级分配,为光学仪器的误差分析与分配提供了参考依据。     

行间转移型面阵CCD成像系统设计

采用行间转移型面阵CCD KAI-1020作为图像传感器,以现场可编程门阵列（FPGA）为核心控制器,设计并实现了一个完整的成像系统。FPGA产生驱动时序、控制CCD上电顺序、调节曝光时间,并实现数据缓存。CCD模拟视频信号经过预处理,通过同轴电缆传输到CCD专用视频处理器进行相关双采样和模数转换,以10位像素深度输出到FPGA,数字视频信号经过差分芯片驱动以低压差分信号（LVDS）格式输出到数据采集卡。集成化视频处理电路提高了系统的信噪比,改善了成像质量。实验表明,CCD成像系统工作稳定可靠,像素读出时钟为10 MHz时,帧频为10帧/s。设计的CCD成像系统性能好、可靠性高、实现周期短,具有很强的可扩展性。     

光电成像系统激光干扰效果定量评估研究综述

光电成像系统作为现代战争中人类的“眼睛”而被广泛地应用于目标侦查、火控观瞄、精确制导等领域。另一方面,光电成像系统很容易受到激光的干扰,如何进行定量、准确和客观地评估激光干扰光电成像系统的效果是干扰技术研究的一个重要环节。同时,利用所研究的激光干扰效果评估方法建立相应的仿真评估系统对于缩短干扰装备研制和鉴定的周期,降低研发的成本具有十分重要的意义。对国内外研究进展情况进行了综述,总结并展望了该领域未来的研究方向。     

基于CCD和LabVIEW的激光光斑分析系统

建立了基于CCD和LahVIEW的光斑分析系统,以实时监测激光应用系统中光斑的状态.对通用图像采集卡的驱动程序进行配置以便在LabVIEW中调用.对采集到的原始图像用邻域平均法进行抑噪预处理,再用加权灰度重心法计算光斑的中心位置,用检测边缘的方法计算光斑尺寸.基于LabVIEW开发了具有独立界面的采集分析软件.