纳米粉体（TiO2_）_（1－x）（Y_2O_3）_x的拉曼光谱研究

纳米粉体（ＴｉＯ２＿）＿（１－ｘ）（Ｙ＿２Ｏ＿３）＿ｘ的拉曼光谱研究蔡继光，张小未，孙真荣，王祖赓（华东师范大学物理系上海２０００６２）氧化钛单晶和超细粉末在现代工业上有较广泛的应用，关于纯氧化钛单晶和粉体材料及其结构、性能方面的研究国内外已有不少报...

海面船目标红外图像的计算机模拟

在海面船目标独立红外图像理论模拟研究的基础上 ,探索了船目标与海天背景合成的红外图像计算机模拟原理和方法 .理论模拟采用将大气海面组成的背景与船目标分离成像 ,然后进行图像合成技术方案 .讨论了相关的原理和计算方法 ,用编制的计算和显示软件对典型实例进行了计算 .

卫星红外辐射场理论模拟

在红外辐射场理论建模通用框架研究成果的基础上,对卫星的几何构型进行建模;通过背景辐射的非均匀化考虑,根据相应的物理模型对卫星温度场和红外辐射场进行了模拟计算,得到了卫星外表温度场和红外辐射场分布。

基于聚合物分散液晶全息光栅的可调增益均衡器

从理论和实验两方面分析研究了聚合物分散液晶全息光栅在632.8nm光波的入射下的衍射谱特性和电压可调特性,实验结果与耦合波理论的计算结果具有很好的一致性,从实验上验证了用耦合波理论来描述聚合物分散液晶全息光栅的衍射特性是恰当的.并且提出了利用聚合物分散液晶全息光栅对掺饵光纤放大器增益谱进行平坦化的方法,利用聚合物分散液晶全息光栅的电压可调特性可实现动态增益均衡.运用该方法,可使掺饵光纤放大器在C波段1530～1560 nm内,温度在0℃～65℃范围内变化,掺饵光纤放大器自发辐射谱的不平坦度从3.3dB降到0.2dBp-p(峰-峰值).

遗传算法在光栅面形优化设计中的应用

衍射效率高、偏振相关损耗低的衍射光栅是集成波分复用/解复用器件的一种核心元件,在光通信中具有很重要的应用价值,而一般面形的光栅很难达到此要求,为此需要在光栅衍射效率计算的基础上,利用遗传算法对光栅面形进行优化。采用二次函数来描述光栅面形,选取一定的原始样本,利用耦合波方法计算光栅的衍射效率;然后采用遗传算法中的各种算子对样本进行变换,计算变换后光栅面形的衍射效率,选择其中接近所确定条件的样本进行保留;再继续下一次变换和选择,直到满足设定的要求。通过优化最后得到衍射效率高、偏振相关损耗小的光栅面形,这些面形的光栅衍射效率达到90%以上,而相应的偏振相关损耗小于0.1 dB,已经达到光通信中的相应要求。在光栅面形设计中采用了遗传算法进行光栅面形优化为有特定要求光栅的制作提供了理论指导,可以节省一定的人力和物力。

具有厚壳结构的海面目标红外热像模拟

在原有的一般海面目标几何模型基础上通过面元拉伸的方法 ,实现了具有厚壳结构海面目标的几何构型建模 ,建立了体结构的非稳态热传递物理模型 ,并实现了数值计算和图像模拟 。

海面3-5微米红外热像的模拟

海天背景红外热像的理论建模对于研究舰船目标的红外热像理论模型是相当重要的。该文重点研究了3-5微米波段海面红外热像的理论模拟方法。使用了国际标准的JONSWAP模型,并且利用快速傅立叶变换方法来模拟海面的粗糙程度。同时,充分考虑了太阳、天空等各个环境参数,利用计算机数值计算方法理论模拟了海面3-5微米波段红外热像,并研究了探测器的仰角对热像的影响。

改进的海面辐射模型

作为海面目标的主要背景,海面的红外辐射特性对于舰船红外仿真研究具有重要意义。为了获得更接近实际的海面红外辐射,用MODTRAN按照不同的天顶角计算出天空辐射,按照不同的高度和俯仰角计算出透过率以及大气程辐射。根据反射定律计算出海面反射的太阳辐射以及天空辐射。用改进的海面辐射模型计算探测器可见海面的红外辐射。在有太阳镜面反射和无太阳镜面反射两种情况下,对3～5μm和8～12μm波段的海面红外辐射分别进行模拟。结果表明,利用改进的海面辐射模型对海面红外辐射进行模拟更加接近实际。

小目标与海空背景合成红外图像统计特性分析

针对海空复杂背景下红外小目标识别的需要,对海空背景及其小目标的红外图像特性进行了统计分析。具体分析了在有目标和无目标两种情况下3～5μm和8～12μm两个波段图像的均值、方差和协方差等统计特性以及图像的局部对比度、信杂比和阈值随探测距离变化的规律;同时对生成的红外热像进行了直方图分析。结果表明:随着探测距离的减小,导弹的辐射逐渐增大,到达一定探测距离时(大约8 200 m)可以从热像图中区分导弹的蒙皮辐射和羽流辐射。根据有目标和无目标两种情况下图像特性的差异,可以判断图像中是否存在目标,从而为目标识别提供了关于目标和背景的先验知识,研究结果可用于海空背景下红外小目标的检测。

热分析中辐射传递系数的迭代计算

为了获得计算辐射传递系数的另一种方法,在角系数的概念基础上,应用能量守恒原理利用数值迭代方法在郎伯体情形下,计算了辐射传递系数,该方法分离了计算难度,在把此方法应用到海面物体的红外特性分析中时大大提高了计算效率。

红外热像理论建模中的体效应研究

考虑到红外探测器的分辨精度以及某些海面目标具有的厚壳体结构,对影响厚壳结构目标温度场随时间变化的数值解的因素进行了分析,主要研究数值求解过程中分割精度对温度场的影响。通过调节目标厚壳体结构的厚度以及控制体结构微元的分割精度,选取非稳态的计算方法,模拟目标温度场随时间变化的数值解。得到了体结构的分割精度对温度场的影响规律,结果显示,在对体结构进行分割时分割精度对温度场的影响是不容忽略的,也进一步证实,厚壳目标采用非稳态计算方式是十分有必要的。

热像理论建模中的厚壳船体效应研究

在迄今为止的海面目标红外热像理论建模研究中,都采用了所谓"薄壳"结构模型,并且在计算中都使用了稳态温度场近似[1,2]。该文为不能按薄壳模型处理的船壳结构建立了非稳态温度场的物理模型,该模型继承了已有模型的成熟算法和软件,并对原有的理论公式和软件进行了扩展,作了计算机理论模拟计算,研究了厚壳船体的体效应对目标非稳态温度场分布的影响。

小目标和海天背景红外热像模拟

结合小目标和海天背景本身的特性,建立了一套小目标与背景合成红外热像模拟的物理模型,从而计算得到了一系列小目标与背景的动态红外热像。并且为了模拟经探测器成像后输出的图像,在计算机模拟生成的“目标/背景红外图像”中注入了一种服从高斯分布的噪声。研究结果可以为目标识别等提供模拟的动态红外图像。

空中辐射环境理论建模初探

需要计算空间某一点的热辐射环境,由于其主要影响因素是地球和大气的背景以及太阳,而MODTRAN 是一个比较有效可靠的大气辐射传输计算程序,于是主要考虑采用 MODTRAN 程序来计算空中某一点的热辐射环境.然后需要确定 MODTRAN 程序的输入数据,另一方面 MODTRAN 程序只能计算100 km 以下的大气辐射情况,于是先要解决观测点的转换问题,这里建立了一个模型可以使100 km 以上的情况转换成100 km 的情况;第二个需要解决的问题是下垫面的边界条件确定,这里根据地球表面的基础数据,得到了下垫面的边界条件.依照上述思路和理论计算了空中某一点的辐射环境,获得了初步的计算结果.

红外辐射场理论模拟中的普适性模型研究

在现有海面目标红外辐射场理论建模工作的基础上建立了具有普适性意义的海面目标红外辐射场理论建模通用框架,重点对建立目标的几何构型、适用于各种微元的物理模型、及通用的三维数据场可视化这三个问题进行了叙述。所得结果不仅对海面各种目标红外辐射场的计算机模拟研究具有普遍的意义,且对空中、陆地及其他场景中目标的红外辐射场理论建模研究也有一定的借鉴作用。

亚波长光栅的零级反射特性研究

从严格耦合波衍射理论出发,在不同入射角、方位角和光栅参数下的情况,计算了矩形亚波长光栅零级反射效率随入射光波长的变化.通过计算结果,找出相对合理的光栅参数,使得当入射光的入射角或方位角发生变化时,光栅反射出不同波段的光,即反射出不同颜色的光.这些研究可应用于防伪技术,为设计和制作防伪光栅提供了设计依据.

红外热像模拟中准均匀网格生成的算法实现

在原有海面物体几何构型的描述方法基础上给出了通用的三维几何构型的描述方法,并在此基础上特别针对薄壳和体元混合结构实现了改进的均匀分割生成网格的方法,既为后续的物理场求解奠定了坚实的基础,也为其它的数值分析工作提供了一定的借鉴意义。

亚波长光栅衍射效率特性设计的遗传算法优化

亚波长光栅中的衍射需要使用矢量衍射理论进行分析,其衍射效率与多个因素有关,对任意面形、任意入射条件的亚波长光栅的衍射来说,使用严格的耦合波理论进行分析计算可以得到数值解。通过分析不同参数条件下的衍射特性和衍射效率对各个参数的敏感性,获得了对衍射效率影响最大的光栅参数——槽深。用接近衍射效率曲线的抛物线作为目标函数建立了适应度函数。使用遗传算法进行优化,得到了所期望的衍射效率滤波特性,从而完成了具有防伪功能的亚波长光栅的设计。

海面物体热像模拟的通用物理模型研究

在通用的海面物体三维几何构型的描述以及准均匀网格生成方法的基础上,改进了原有的海面物体热像模拟物理模型,建立了通用的海面物体热像模拟物理模型,并进行了计算机实现,计算结果表明该通用物理模型涵盖了原有的物理模型,并使有些计算结果的精度得到了提高,还可进一步扩展后应用到其它环境下物体的红外辐射场的模拟。

内部肋状结构物体热分析初探

为了得到内部是肋状结构物体的温度分布规律,将物体的几何模型与物理模型进行了分离,这样可快速方便修改物体的几何模型。引入了相对引用定义名称解决了复杂的线性方程组求解迭代中碰到的公式加长问题。计算并比较了不同肋状结构情况下的温度场,得出了一定情况下的近似处理方法。