近红外上转换成像理论模拟研究

近红外非线性成像在医疗诊断、生物科学、环境检测和安全检查等领域中应用广泛。本文结合柯林斯近似理论,推导了基频光、信号光及和频光光强分布公式,为提高和频效率及改善光束质量提供了理论依据;其次根据推导的光强分布公式,利用Matlab软件模拟了三波光强分布图像。基于相同光路,同时利用Zemax软件模拟了三波光强分布图像,并与Matlab模拟结果进行了对比分析,结果一致。最后,在Zemax软件模拟的和频光光强分布图上,增加了高斯白噪声,并通过空域滤波对图像进一步优化,图像质量得到了明显改善。本文的研究成果为上转换成像研究提供了理论支持。

基于Zernike模型系数优化的椭球型窗口光学系统像差校正

传统的半球形窗口难以满足高速飞行器气动力学的需求,采用流线型外表面的非球面光学窗口技术应运而生.这种窗口会随着扫描视场角的变化产生大量动态像差,校正这类像差成为高速飞行器光电成像系统发展的关键问题.对于扫描视场为±60°的椭球形窗口光学系统,研究了静态校正和无波前探测器的自适应光学技术相结合的大扫描视场像差校正方法.设计时,首先以减少系统像差种类为导向,进行初始结构设计,消除五阶Zernike像差,从而减少后续自适应优化控制变量数.利用Zernike多项式系数与变形镜驱动器电压之间的转换矩阵,将优化变量由140个驱动器电压减少至Zernike多项式2—9项系数.最后利用基于Zernike模型的遗传算法对变形镜面形进行控制,校正残余像差.仿真结果表明,各典型扫描视场点的优化速度提升95%以上,且光学像质接近衍射极限.该优化方法不仅可以修正异形光学窗口引起的像差,同时还能够校正光学系统装调、加工时引起的误差,具有较强的实用性.

阵列式破片速度及飞散特性一体化测量系统

针对常用破片速度及飞散特性测量方法存在的问题,开展了破片速度及飞散特性一体化测量方法的研究,设计了一种阵列式破片速度及飞散特性一体化测量系统。测量系统以断通式梳状靶为阵列单元组建测量靶,基于多路同步计时方法,得到破片飞行时间与着靶位置,结合相关测量原理,获得破片速度与飞散特性。开展了验证试验,结果表明:该系统能实现破片速度及飞散特性的一体化测量,在破片飞散特性测量上,与人工统计的结果相比,破片捕获率及分布密度测量精度都至少提高了3%,飞散角测量误差低于5%,验证了测量系统可行及测量结果可信,为破片速度及飞散特性的一体化测量提供了一种有效的测量手段。

爆炸场冲击波压力测量及其传感器技术现状分析

爆炸场冲击波压力是衡量武器弹药毁伤威力的重要战技指标。针对冲击波压力测量及其传感器技术存在的问题,以压电式压力传感器为主,从爆炸场冲击波压力测量方法、压力传感器技术和压力校准技术等多个方向总结分析了国内外研究现状及发展趋势。介绍了常用冲击波压力传感器的特点以及结构特征,对比得出了国内外在冲击波压力传感器技术领域的差距,明确了传感器技术的发展方向。概述了冲击波压力传感器的校准方法,并分析各校准方法的不足,有助于推动我国新型战斗部的发展研制。

大气-海雾多层环境下的天空偏振模式

为研究复杂海洋环境下天空偏振模式分布情况,针对大气-海雾复杂海洋环境,研究垂直方向上大气-海雾多层介质的天空偏振分布模式。利用简化的大气、海雾双层结构模拟复杂海洋情况,分别采用Rayleigh及Mie散射方法求得大气、海雾均匀介质层的散射系数,采用基于矢量辐射传输方程的倍加累加方法计算两层介质间的辐射传输,得到全天空偏振分布情况,以太阳子午线上海雾层下行辐射为重点研究地面观测到的偏振特性变化趋势。研究结果表明:在太阳位置处可得到偏振度(DOP)的最小值,在太阳高度角与观测高度角夹角为90°时可得到DOP最大值;随着能见度下降,DOP逐渐增加,且观测高度角大于90°时DOP增大效果明显;对于可见光典型波长,当波长增大时DOP逐渐减小,且随着能见度的减小,波长对偏振特性的影响越来越小。

高能战斗部威力参量测试技术现状

随着战斗部装药量的提升和新型含能材料的发展,高能战斗部应运而生,其威力得到大幅提升.高能战斗部威力参量的准确测量为战斗部的作战威力评价和毁伤效能评估提供数据支撑.威力参量主要包括冲击波压力、热作用参量、破片速度及飞散特性.本文针对高能战斗部威力参量测试,综述了近年来国内外相关威力参量测试方法的研究现状及进展,对存在的问题和发展方向进行探讨,为完善及提升高能战斗部威力参量测试能力提供参考.