非扫描测风激光雷达光学系统设计

光学系统是测风激光雷达小型化的关键,光学设计的质量直接影响系统的整机性能。提出了一种全光纤多路收发非扫描多普勒测风激光雷达系统方案,对其工作原理作了简要介绍;在对激光雷达系统信噪比开展理论分析的基础上,提出了光学天线的视场、孔径、焦距等设计参数,并利用光学设计软件对光学天线进行了设计和仿真实验。该系统工作波长为1064nm,设计结果表明,光学天线相对口径为1∶4.28,全视场角为20°×22.5°,总长为277mm,后截距127.28 mm,有效焦距300 mm,口径70 mm,各视场光纤耦合效率均在65%以上,满足设计指标要求。     

气凝胶在空间探测中的应用

气凝胶独特的物理特性使得它能在空间探测中被广泛应用。气凝胶超低的密度、极低的热导率以及多孔网络结构使得它能成功地应用在超高速宇宙尘埃粒子捕获、高效热防护、低温推进剂存储、太空服制造等空间探测任务中。对气凝胶在空间探测中的应用情况进行了综述。     

基于光腔衰荡光谱的宽范围水汽探测

介绍基于光腔衰荡光谱技术的光学湿度测量装置．该装置具有高真空兼容性,衰荡腔由低膨胀的殷钢制成,并利用其自身的自由光谱范围实现光谱的自标定．使用单个在1.39 μm的半导体激光器,实 现了从真空、高纯氦气中痕量水汽,一直到大气湿度的测量,可测量的水汽分压范围极大：0.1 μPa～1 kPa．该光学湿度计可用于作为基本水汽标准,以及测定低温下水(冰)的蒸气压．     

适用于波前处理器的自适应光学系统非共光路像差补偿方法

提出了一种适合硬件形式波前处理器的非共光路像差校正方法.讨论了非共光路像差的产生原因和运用相位差异技术检测非共光路像差的方法.根据波前处理器的工作流程,推导了将非共光路像差折算到波前探测器参考点偏移量的算法,编写了实现算法的主控计算机软件模块.在望远镜光路中以光源为目标开展实验,用本文算法校正后,目标能量集中度提高了17.6%,证明了该方法的可行性.     

光学频率梳非线性传输及其在相位噪声探测中的应用

光纤传递链路中相位噪声探测是基于光纤的精确射频标准传递系统中重要组成部分。为解决光纤链路相位噪声探测中节点反射干扰的问题, 本文基于广义非线性薛定谔方程, 理论上研究了窄带光学频率梳在色散位移光纤中的非线性光学传播特性。在理论分析的基础上, 结合密集波分复用架构, 提出了一种基于锁模光学频率梳进行光纤传递射频信号的相位噪声探测新技术, 克服了节点反射干扰, 给出了初步实验验证。     

微弱日盲紫外电晕自动实时检测方法

针对目前商用日盲紫外/可见光双谱段电晕探测仪对故障的判定效率低且容易受噪声干扰问题,本文提出了一种微弱日盲紫外电晕自动实时检测方法。在分析电晕目标和噪声时间域统计特性的基础上,该方法利用电晕目标在时间域连续的特点,首先完成灰度图像二值化、形态学膨胀等预处理,其次将N帧连续图像累加后阈值化,最后进行特征提取,获取电晕位置、面积等特征信息,实现电晕的自动实时检测。在完成设备辐射标定的基础上,可立即回溯得到故障的光子计数参考值。建立了该方法的探测概率、虚警率数学模型。将其在高速数字处理平台TMS320DM642上实现并输入测试视频,结果表明:在典型参数情况下该方法单次检测虚警概率为2.85×10^-5,处理时间小于120 ms,可实现微弱日盲紫外电晕的实时检测。     

利用多像素光子计数器的光学串话效应提高光子探测效率

通过分析多像素光子计数器(MPPC)的工作原理和其光学串话(OC)效应的特点,提出在使用MPPC输出雪崩信号的幅度或电荷量作为光子计数的参量时,利用MPPC的OC效应能提高MPPC的光子探测效率的观点,并从理论上分析了OC效应对光子探测效率的影响。理论分析结果显示,在这两种光子计数模式下,利用OC效应能明显提高MPPC的光子探测效率。利用本文模型计算得出当MPPC的雪崩单元数M为1 600个,忽略OC效应时的光子探测效率等于30%,光学串话概率等于50%,以及单脉冲入射光子数均值为10时,包含OC效应影响的等效光子探测效率可提高50%,达45%左右。该结果对MPPC在天体物理、粒子物理、荧光光谱探测等弱光探测场合的应用有一定指导意义。     

光谱成像技术在海上目标探测识别中的应用探讨

光谱成像可同时获得光谱和空间信息,这使得光谱成像技术在解决复杂海洋环境背景下目标探测与识别时表现出独特的优势,已成为光电目标检测领域的一个前沿研究方向。对光谱成像技术的原理、特点进行了讨论并重点列举了该技术在探测领域的应用;介绍了光谱成像技术在海上目标探测识别中的研究进展,并对光谱成像技术在该领域的应用价值进行了探讨。     

磷酸盐聚酯型水性聚氨酯/纳米SiO2的合成与性能

以2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷(PBTCA)、新戊二醇(NPG)为原料,制得数均相对分子质量为1500并含有磷酸基团的聚酯多元醇。将其与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)反应,经1,4-丁二醇(BDO)扩链后得到水性聚氨酯,再以KH550为偶联剂,加入纳米SiO2,合成了纳米改性的磷酸型水性聚氨酯(PWPU)。通过红外光谱(FI-IR)、热重分析(TGA)对PWPU的结构和热稳定性进行了研究,使用透射电子显微镜(TEM)对乳液的形貌进行了观察。通过TEM发现,大量粒径在110 nm左右的化合物合成,并与红外光谱联合分析得出,SiO2通过化学键与PWPU相连接。热重分析、残炭量分析和拉伸测试表明,经过纳米SiO2改性的PWPU其阻燃性、热稳定性以及力学性能均有明显的提升,具有很好的应用前景。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钒铁中8个杂质元素含量和方法精密度的验证

提出了电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定钒铁中硅、磷、铝、锰、镍、铬、铜、钛共8个杂质元素含量的方法。钒铁样品(0.5000g),先后加入50%(体积分数)硝酸溶液20mL及50%(体积分数)盐酸溶液10mL,在100℃左右加热溶解,溶解过程中应注意保持溶液体积在25mL左右。将溶液过滤并置于200mL容量瓶中作为母液留用。将滤纸及不溶物一并移入铂坩埚中,置于马弗炉中,先于250℃灰化20min,稍冷后加入无水碳酸钠和硼酸(质量比2∶1)组成的混合熔剂0.3g,升温至950℃融熔15min。冷却,用体积比1∶10的盐酸溶液10mL浸出熔块,将此溶液与上述母液合并并加水定容至200mL。此溶液供ICP-AES在仪器工作条件下进行分析。绘制校准曲线时,加入纯铁和五氧化二钒作为基体,以消除基体干扰,然后加入上述8种元素的标准溶液,并按上述溶液最终稀释体积条件和仪器工作条件制作曲线(R大于0.999)。为验证所提出的分析方法的测定数据的精密度,约请了10个实验室对8个不同含量水平的钒铁样品对方法作协同试验,按GB/T 6379.2-2004所规定的方法求算了重复性标准偏差Sr和重复性限r,以及再现性标准偏差SR和再现性限R,并求得所测定的8种元素在各自的测定范围内的r与w之间和R与w之间的函数关系,说明该方法有较好的稳定性和准确性,而且证明此方法是可行的。