非同向互作用声光可调谐滤光器的立体角孔径

本文同时考虑了入射光极角方向的发散角⊿θ1和方位角方向的发散角⊿θ;,由此分析了非同向互作用声光可调谐滤光器的立体角孔径,并发现对应于同一超声离轴角θa,当光线入射角θ1取较小值时,立体角孔径近似为双曲线形,并且在四个方向上角孔径变得很大,表现出高度的各向异性。本文还考虑了超声离轴角θa对入射光角孔径的影响,发现当入射光的角孔径满足一定的条件以后,θa的改变对器件性能的影响不大。

双波段大孔径角声光可调滤光器

该文介绍了一种双波段大孔径角声光可调滤光器的设计方法和测试结果。该滤光器具有同时滤出可见光与中波的功能,其高频段滤出可见光(450~750 nm),低频段滤出中波(3000~4500 nm)。滤光器采用氧化碲晶体作为声光介质材料,入射极角取20°,可见光波段的超声极角取98.55°,中波波段的超声极角取99.65°,在可见波段互作用长度为3 mm、中波波段互作用长度为23.1 mm时,可见光与中波波段同时获得了大于6°的孔径角。

基于密度峰值聚类的宽角域散射中心聚类

宽角域合成孔径雷达(wide-angle synthetic aperture radar,WA-SAR)有着更广泛的角度覆盖范围,基于此得到的宽角域散射中心(wide-angle scattering centers,WA-SCs)包含了目标物体更加丰富的电磁散射特征,这对雷达的目标建模、目标识别等有着重要的意义。为了克服WA-SCs数据维度高、所含信息复杂的特点,并从中提取出所需的目标物体特征,采取密度峰值聚类(density peak clustering,DPC)算法研究WA-SCs。基于SLICY模型数据,从聚类内部评价指标、聚类可视化和算法自动化程度3个方面,将本文算法与经典的K-means、DBSCAN和MeanShift算法进行了对比实验。结果表明,DPC算法具有自动化程度高、高维数据适应性强、聚类精度高等优点,有望为后续的一系列基于WA-SCs的目标建模、目标识别等工作提供技术支撑。

基于复数信息传递的结构稀疏宽角合成孔径雷达成像算法

传统相关处理算法不能完全解决宽角合成孔径雷达(WASAR)成像中目标的散射特性随观测角度变化的问题。稀疏信号处理为该问题提供一种新思路,各向异性问题可以建模成欠定方程组。随角度增大,未知量的规模以观测孔径数目的线性规模增长,导致成功重建难度增大,甚至是重建失败。该文提出一种基于信息传递原理的宽角合成孔径雷达成像方法。根据宽角合成孔径雷达的观测几何及目标散射特性在不同角度之间存在的相关性,建立基于结构稀疏的成像模型;然后利用信息传递原理,提出基于结构稀疏复数信息传递(GCAMP)的成像算法求解该成像模型。仿真结果验证了该方法的有效性。

大孔径角会聚光束的圆孔和圆屏衍射

实验发现大孔径角会聚光束的圆孔和圆屏衍射图样不同于一般的圆孔和圆屏衍射图样,本文总结了大孔径角会聚光束的圆孔和圆屏衍射的特点,用简单的几何光学方法给出了定性的解释.

宽角合成孔径雷达二维缺失数据自适应幅相估计成像方法

宽角合成孔径雷达(WASAR)由于数据获取时间长,强电磁体、无线频段及方位扰动等因素会造成接收数据出现缺失,采用常规FFT处理方法会造成图像混叠,模糊及高旁瓣等问题。该文首先将自适应幅相估计(ATAPES)方法扩展至2维,其次,将tuning因子引入缺失数据外推过程,提出一种2维缺失数据自适应幅相估计(ATMAPES)方法,算法将最优外推估计结果填补回原始数据得到完整2维频域数据,通过循环迭代得到目标位置及幅度的准确估计结果。仿真实验验证了算法的有效性。

干涉孔径角与光源宽度的推导和估算

通过对杨氏装置中干涉合成光强的计算,得出其干涉条纹的可见度是零阶球贝塞耳函数,根据sinC函数及可见度的性质对干涉孔径角和光源的宽度进行了估算和推导。

大斜视角SAR的方位多级重叠子孔径算法

方位重叠子孔径算法(AOSA算法)能够补偿SAR"斜视最小化"带来的空变相位误差。基于AOSA算法,提出了一种方位多级重叠子孔径算法(AMTSA算法),通过将方位数据分为多级重叠子孔径从而补偿这些相位误差。分析了该算法的基本原理、应用范围和有效性约束条件。分析结果表明,AMTSA算法在一级子孔径的情况下,将蜕变成AOSA算法,最后仿真结果验证了AMTSA算法对高分辨率、大斜视角SAR成像的有效性。

辐射温度计内调焦系统象方孔径角变化规律

探讨了辐射温度计内调焦系统象方孔径角的变化规律,并以WDH-Ⅲ型小目标光电温度计为例,介绍了该光学系统的应用结果:温度在测量距离从0.5m变化到2.0m的情况下,仪表示值误差为测量值的0.1%。

基于高斯字典原子稀疏表示的高精度宽角SAR成像方法

为了提高从宽角合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像中提取目标后向散射各向异性特性的性能,在宽角SAR字典稀疏表示模型的基础上,提出一种基于高斯字典原子的高精度宽角SAR成像方法。在字典构造上,采用不同中心位置、相同方差的高斯函数。在求解稀疏表示系数上,采用广义最小最大凹惩罚稀疏重构算法求解。最后,根据稀疏表示系数的重构结果以及构造的字典得到目标的后向散射各向异性特性。通过仿真实验和Backhoe数据对算法进行验证,结果表明,该方法能够高精度地提取目标的后向散射各向异性特性。

大角度旋转目标微波成像

增大转台转角可提高目标成像时的横向分辨率,传统成像算法大转角会引起雷达像模糊,采用一种插值办法在频率空间的直角坐标系中计算出雷达回波数据,用二维快速傅里叶变换对回波数据进行处理,从而获得转台目标的雷达像。经过对仿真数据进行验证,用该方法获得的二维雷达像,其质量高于用极坐标回波数据所成的像。

从解析角度试论SEM分辨率

对于一个电子光学系统我们在考虑了各静电透镜和电磁透镜的球差、色差、衍射和高斯像斑之后。用解析的方法求出了上靶束径的条件极值,得到了最佳放大倍数和最佳孔径角的解析表达式,反过来这为完善该系统的设计提供了依据与途径。还证明了d作为a和M的函数在无条件限制下不存在最佳值。

广角谱的付里叶测微镜头

用付里叶谱测量微小尺寸,具有精度高、方便和成本低等优点。但付里叶镜头的要求是严格的。即使用一般消球差很好的镜头,由于存在以正切代替正弦的近似要求,使得孔径角限制在8°以下[1]。分辨极限虽可达5μm左右,但因高级谱不能进入镜头(或偏差较大)而不能用取平均值的方法提高精度。曾报道有人采取转动镜头作机械扫描的办法[2],但不够经济和方便。本文提出一种用相反的定值象差补偿上述偏差从而扩大付里叶测微镜头孔径角的方法,使在18°内,上述偏差可减小至0.1%以下;虽高达24°时仍可有1%的精度,从而使测微下限接近1.5μm。

基于低秩结构的宽角SAR稀疏成像

在合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像中,当方位向合成孔径较大时,观测区域内目标的电磁特征会表现为各向异性,导致基于各向同性假设的传统SAR成像方法不再适用。为此,宽角SAR成像方法通过将宽孔径划分为多个子孔径,利用每个子孔径对应的回波数据单独成像,实现对目标雷达图像的多角度重构。由于目标的散射特性在相邻子孔径中通常不会发生较大改变,每个子孔径的强散射中心分布高度相似,使得宽角SAR的成像结果具有低秩结构,即相邻子孔径对应的目标成像结果的支撑集相近。为了使用这种相关性,将Karhunen Loeve(KL)变换引入到宽角SAR成像过程中,再利用目标强散射中心分布的稀疏特性,建立基于低秩结构的宽角SAR稀疏成像模型。采用增广拉格朗日法(Augmented Lagrangian,AL)和交替方向乘子(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)对上述成像模型进行迭代求解,从而获得宽角SAR成像结果。相比于传统的宽角SAR成像方法,本文所述方法不仅能提高目标后向散射系数的重建精度,还能有效抑制旁瓣效应与信号噪声对成像质量的影响,对目标电磁特征的多角度恢复具有更好的效果。

声光滤光器性能指标的计算和讨论

以可调谐声光滤光器为元件所制造的光谱分析仪，利用声光滤光器的电调谐分光作用，辅以计算机控制，以完成信息的实时处理。其中声光滤光器性能指标的好坏将直接影响光谱分析仪的设计制造。本文对用不同切向的氧化碲晶体所制成几种声光滤光器的几项性能指标进行计算和讨论，使在设计制造光谱分析仪时对声光滤光器的声光和电性能先有一个总体认识，以减少不必要的实验和摸索。

多模锥形光纤耦合与出光特性的研究

从理论和实验两方面研究了多模锥形光纤锥端的特性。用射线理论分析了不同锥角大小条件下锥端光线传输特性,推导出了锥角大小与锥端孔径角及出光发散角的关系。按照理论指导制备了不同锥角的银行光纤,通过激光二极管与锥形光纤耦合等实验验证了理论的正确性。

三维观测系统优化设计的双聚焦方法

双聚焦法是一种面向特定勘探目标的三维观测系统优化设计新方法 ,它可以定量预测地震成像的空间分辨率、振幅精度和 AVP特性。常规的 CMP面元属性分析法是宏观的、全局性的 ,它强调获得最佳的水平叠加效果 ;而双聚焦特性分析法是面向指定目标的、局部性的 ,它强调获得最佳的偏移成像精度。因此 ,将两种方法结合在一起 ,相辅相成 ,提高观测系统优化设计的效果。由于不同介质模型的双聚焦计算方法差异较大 ,因此本课题研究分三步进行 ,即均匀介质算法、层状介质算法、复杂介质算法。本文完成了第一步均匀介质的双聚焦算法研究和软件研制 ,目前可作为三维观测系统优化设计中的补充。

地震偏移成像分辨率的定量分析

在理论分析的基础上,对地震偏移成像分辨率的定量分析过程进行了数值模拟实验。结果表明,影响偏移成像水平分辨率的主要参数是介质速度、地震子波主频和偏移处理的孔径角。在实验分析的基础上,给出了叠前、叠后偏移成像水平分辨率的经验公式。分析表明,加大孔径角是提高偏移成像分辨率的最有效途径,特别是当孔径角值从15°加大到45°时,分辨率迅速提高;在偏移噪音允许的前提下,偏移处理应尽量选用45°的大孔径角,至少应选择30°的孔径角。该经验公式虽然是在均匀介质条件下建立的,但同样适用于水平层状介质。在实际应用中,由于聚焦孔径角加大,观测系统范围也必须相应加大,否则经验公式失效。

本征五级、七级球差系数及各级球差系数与各级球差的关系

球面共轴系统的本征高级球差系数早已有人研究过。本文作者严格区分了近轴角参量与非近轴光线的角参量,并在本征球差系数的推导过程中用近轴角参量正确地置换非近轴光线的角参量,而使得推导出来的本征五级、七级球差与由光路计算数据展开的球差级数式相符。可以用这样的方法求出更高级的本征球差系数来。本文还分折选择了准确的球差转面倍率,并推导出各级球差系数与各级球差的正确关系,这是一个一直未引起人们注意而却是十分重要的问题。

o光入射型声光可调滤光器

该文采用氧化碲晶体制作了一种o光入射型声光可调滤光器,并对其分光原理进行了理论分析,推导出超声极角、孔径角和光波长与频率的调谐关系等o光入射型声光可调滤光器常用公式,通过实测与分析验证了其准确性。实验结果表明,该o光入射型声光可调滤光器可以对目标的o光特性进行光谱成像分析,弥补了e光入射型声光可调滤光器不能分析目标o光特性的不足。