超连续谱激光对可见光跟瞄设备干扰实验研究

激光对成像跟瞄设备的干扰效应研究是当前的一个热点,目前国内采用超连续谱激光对可见光成像跟瞄设备干扰的研究较少。本文主要采用白光光纤激光器产生超连续谱激光,对不同模式下的可见光成像跟瞄设备开展辐照实验,得到了不同工作模式下跟瞄设备探测器干扰阈值数据,通过拟合得到了探测器饱和像元数与干扰激光功率密度之间的数学关系式,并对跟瞄设备不同工作模式下的实验结果进行了分析比较。实验结果对超连续谱激光干扰装备的论证、设计具有一定的参考意义。

烟火剂爆燃光谱示温反演研究

如何在高温、高压、高辐射状态下准确测温一直是一个难题,为解决该难题,以辐射光谱测温技术为基础,实现对多元烟火剂爆燃过程的非接触温度测量,为进一步明确烟火剂的反应步骤与爆燃产物提供了基础参数。通过建立多元烟火剂与示温颗粒的辐射光谱测温模型,给出基于凝聚相小灰体颗粒的发射率计算方法,开展凝聚相颗粒辐射谱线获取实验并进行连续热辐射谱线的示温反演。为提高反演的准确性,提出了一种方法以降低在多元烟火剂爆燃时出现的离子峰展宽影响,该方法采用维恩变换分析光谱曲线,使用Bisquare算法和最小二乘算法的双平方加权拟合去除非热辐射谱线,开展热辐射温度的反演。发现了烟火剂爆燃二次升温规律,温度出现升温-降温-再升温-再降温的二次放热的现象。该研究为炸药一类物质爆燃的温度场温度变化检测提供了一种新的反演思路和方法。

LS-SVM和抗差估计的GNSS/INS紧组合欺骗检测算法

针对传统欺骗检测算法对斜率较小的斜坡式欺骗检测时间过长、虚警率和漏检率偏高等问题,提出一种最小二乘支持向量机(LS-SVM)和抗差估计的全球卫星导航系统(GNSS)和惯性导航系统(INS)紧组合欺骗检测算法。所提算法通过抗差自适应调整增益矩阵,有效削弱欺骗对新息的影响,将抗差优化的训练数据集经LS-SVM回归得到的预测新息来代替滤波器中的欺骗新息,从而进一步提高对斜率较小的斜坡式欺骗检测处理能力。仿真结果表明:在检测欺骗值为0.1 m/s的斜坡式欺骗时,所提算法与传统算法相比,检测时间缩短26.65%,虚警率降低40.63%,定位精度提高72.72%。所提算法具有检测快、虚警率低的优势,适用于GNSS/INS紧组合导航用户的斜坡式欺骗检测。

高温退火对硅基微腔的光致发光影响

纳米硅的研究是目前发光领域中非常活跃的方向。其发光性能可改进目前的硅基发光器件的性能,实现硅基光源集成,有利于突破其发光效率低的技术瓶颈。通过分别控制空气和氧退火氛围、不同的退火时间,采用纳秒脉冲激光制备蜂窝状纳米单晶硅阵列的腔体结构,分别获得对应纳米硅表面Si-O-Si局域态630 nm光致发光源和对应Si=O的局域态710 nm光致发光源。为了进一步解释这种现象,提出一种局域态与量子限制效应相互竞争导致硅材质表面形成类三能级结构的模型,该类三能级结构可在控制不同退火氛围和不同退火时间的机制下,受到光激励而形成可调制特征发光源。

强光作用下光电成像系统饱和效应研究

通过强光辐照光电成像系统实验研究,得到了饱和像元数与入射光强、光学系统参数、像元饱和阈值等参数之间的变化规律,并利用光学系统点扩展函数(PSF)进行了理论验证。结果表明,饱和像元主要由衍射效应引起。推导了饱和像元数与入射光强、波长、光学系统参数、像元饱和阈值等参数之间的关系。

激光在动态大气湍流中的传播特性研究

激光束在大气中传播的过程中会受到大气湍流的影响,导致光斑发生畸变,影响光束质量,并且在真实情况下湍流是随着时间变化的。本文针对这一问题,基于傅里叶变换的谱反演法建立了湍流相位屏模型,并根据湍流冻结法获得动态相位屏,开展了激光在不同强度的动态大气湍流中传输的仿真研究。仿真结果表明:对于相同的激光束,在相同时间内的光斑畸变随着大气湍流强度的增加而增加,并且接收到的功率密度整体上减小,起伏增加。

中红外量子级联激光器偏振合束实验研究

合束是实现量子级联激光器高功率输出的关键技术,基于激光的偏振特性,研究了偏振合束的实验原理及实验方法。使用线栅偏振片和中波半波片组成偏振合束装置,对两路4.05μm量子级联激光器进行偏振合束,测试了中波半波片对4.05μm激光的透过率以及中波线栅偏振片对4.05μm激光透射率和反射率与入射角的关系,通过实验研究,当透射路光束和反射路光束与线栅偏振片的夹角为30°时,透射路的透射率为81%,反射路反射率为91%,其光束合束效率达到约86%,并使用光束质量分析仪对合束之后的光束质量进行测试分析。结果表明:两路光束通过该合束装置合束之后,在保证合束效率的条件下,具有较好的光束质量。

基于模糊测试的GOOSE协议解析漏洞挖掘方法

现有工控协议模糊测试方法未考虑嵌入式终端系统特点,且对未采用传输控制协议/网际协议(TCP/IP)的工控协议研究较少。基于模糊测试提出一种通用面向对象变电站事件(GOOSE)协议解析漏洞挖掘方法。使用变异方式构造测试用例,给出基于GOOSE报文字段类型、抽象语法标记1(ASN.1)编码方式和比特翻转的3类变异策略;提出基于心跳报文和系统运行信息的终端异常监测方法。设计所提方法的实施系统架构和测试流程,在智能变电站实验室环境中,对某厂家嵌入式终端进行测试,发现2个未公开的GOOSE协议解析漏洞,验证所提方法的有效性,提出防范基于此类漏洞的畸形报文攻击的建议。

0.53μm脉冲激光辐照可见光面阵CCD的实验研究

开展脉宽为10 ns、波长为0.53μm 的脉冲激光辐照可见光面阵 CCD 的实验研究，测量了 CCD 从像元饱和、饱和串音到硬损伤的激光能量阈值。实验结果表明：像元饱和阈值为2.88～65.3μJ/cm2；饱和串音阈值为1.52×102～1.64×104μJ/cm2；CCD 点损伤阈值为5.18×104μJ/cm2，点损伤原因是激光对 CCD 表面的热熔融作用。

连续波CO_2激光对多晶硅探测器干扰损伤实验研究

为进一步研究激光对光电探测器的干扰及损伤,利用10.6μm连续CO2激光辐照多晶硅光电探测器,进行了干扰与损伤阈值实验研究,得到了对多晶硅探测器的饱和干扰、损伤干扰阈值分别为5.55×10-4 W/cm2、0.48 W/cm2;分析了不同干扰功率、不同干扰时间的干扰效果,依据探测器受干扰程度提出了将干扰等级划分为点饱和、中度饱和、重度饱和与点损伤4个等级;通过干扰激光功率与干扰光斑面积的变化关系,得到两者按幂函数y=76.3×x0.29关系变化,并依据该变化关系探讨了10.6μm脉冲激光对红外成像系统的干扰效果。

10.6μm脉冲激光对多晶硅探测器干扰损伤实验

用10.6μm脉冲CO2激光辐照多晶硅光电探测器,进行了干扰与损伤阈值实验研究,得到了对多晶硅探测器的干扰、损伤阈值;分析了不同干扰能量的干扰效果,研究了干扰损伤机理,依据受干扰程度对干扰等级进行了划分;通过干扰激光能量与干扰光斑面积的关系,重度饱和后探测器随时间恢复情况,探讨了各干扰等级下10.6μm脉冲激光对红外成像系统的干扰效果。

基于攻击树和CVSS的网络攻击效果评估方法

为有效解决网络攻击效果评估中对指标数据的过度依赖性,提高网络攻击效果评估的准确性,提出了一种基于攻击树和CVSS的网络攻击效果评估方法 。首先,采用攻击树模型描述系统可能存在的攻击路径,并利用模糊层次分析法对各叶节点的发生概率进行求解;然后,基于CVSS漏洞信息建立网络攻击效果量化评估模型;最后,采用实例进行验证分析说明。该方法能够充分利用己有的攻击行为研究成果,评估结果较为客观,且思路清晰,算法简单,具有较强的通用性和工程应用价值。

1.06μm脉冲激光对TDI-CCD的干扰实验研究

为了有效对抗时间延迟积分电荷耦合器件成像设备的干扰,采用脉宽为10ns、波长为1.06μm的脉冲激光对其进行了干扰实验。分析了干扰现象与机理,采用数字图像处理方法测量了饱和阈值。结果表明,当激光能量密度为1.33m J/cm2时,时间延迟积分CCD达到饱和;提高激光重复频率可以取得更有效的干扰效果。

美海军重点电子战装备技术项目发展概述

近年来美国海军全力将人工智能、分布式网络化指挥控制通信、量子技术等重点高新技术,集成应用于新型电子战装备技术项目,其建设取得了重大进展。首先概述了美海军电子战装备能力需求,其后归纳梳理了美海军重点电子战装备技术项目发展情况,最后对美海军电子战系统的未来发展进行分析解读。

纳秒脉冲激光诱导CCD探测器铝层金属液-固相变时间特性研究

从理论仿真计算方面开展了脉冲激光诱导CCD探测器铝层金属温升变化的液-固相变时间特性研究。通过傅里叶热传导方程计算仿真了纳秒激光诱导CCD探测器铝层金属材料的温升曲线,获得了铝层金属材料液-固相变起始时刻和液-固相变时间长度随激光脉冲峰值功率和激光入射角度的变化规律。理论计算结果表明,随着入射激光脉冲峰值功率增加,激光诱导CCD探测器铝层表面的最高温度逐渐升高,铝层材料的液-固相变起始时刻往后延迟,且液-固相变时间长度增加;随激光入射角度的增大,铝层表面的最高温度逐渐降低,液-固相变起始时刻不断前移,而液-固相变时间长度逐渐变短。研究结果表明,激光脉冲峰值功率密度和激光入射角对激光诱导CCD探测器的液-固相变时间特性有重要影响,对揭示纳秒激光诱导CCD探测器的热损伤机制有重要的理论意义。

MODTRAN5分子吸收模式的计算精度数值评估

大气辐射传输软件MODTRAN5较以前版本光谱分辨率从2 cm^(-1)提高到0.2 cm^(-1),为了检验MODTRAN5分子吸收的计算精度,用精确的逐线积分法LBLRTM做参考,模拟比较了MODTRAN5计算的大气光谱透过率。结果表明:MODTRAN5软件计算的大气透过率与LBLRTM计算结果的均方根误差总体上不超过0.02,但在有些波段最大误差可达0.03以上,如二氧化碳4.3μm吸收带,误差值为0.0377。

激光入射角度对CCD探测器损伤特性的影响

开展了激光入射角度对高重频纳秒激光诱导CCD探测器损伤特性研究。通过傅里叶热传导方程理论计算了CCD探测器表面的温升曲线,发现随着激光入射角度变大,激光辐照区域中心点位置的最高温度逐渐降低,且液-固相变凝固时间缩短,降低了CCD探测器的损伤可能。实验结果表明,随着入射激光功率的增加,激光诱导CCD探测器表面损伤形貌的横向尺寸和纵向尺寸都逐渐变大。随着激光入射角度变大,激光诱导CCD探测器形貌损伤面积增大,并且形貌损伤阈值增加。这是由于激光入射角度增大导致了CCD探测器表面辐照的激光光斑面积变大,使探测器表面的激光功率密度降低,从而造成CCD探测器的激光损伤阈值增大。

高波前拟合精度的紧凑型音圈变形镜

为了满足小型化自适应光学系统校正波前畸变的需求,基于系统理论分析设计了一种使用微型音圈驱动器的变形镜。使用电磁理论和有限元方法优化了微型音圈驱动器的结构参数。从热变形、共振频率、耦合系数等多个参数的角度对变形镜进行了优化。最后根据影响函数完成了波前拟合和残差计算。优化后的69单元紧凑型音圈变形镜具有大相位调制量、良好的热稳定性,第一共振频率为2220 Hz。对于PV值为1μm的前35项泽尼克模式,紧凑型音圈变形镜的拟合残差均小于30 nm。对于复杂随机像差,紧凑型VCDM能够将波前RMS降至原来的10%以下。结果表明,与传统的音圈变形镜相比,紧凑型音圈变形镜具有更高的波前拟合精度。高性能、低成本的紧凑型音圈变形镜在视网膜成像和机载成像系统中具有良好的应用前景。

北斗三号PPP-B2b服务实时动态定位性能分析

为了进一步提高精密单点定位的精度,对北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)提供的实时精密单点定位增强(PPP-B2b)服务进行实时动态定位性能分析:介绍基于PPP-B2b服务的实时动态精密单点定位模型和数据处理流程;然后在城市环境下进行基于BDS-3PPP-B2b服务的实时动态精密单点定位性能的车载实验,对不同频点组合B1C+B2a、B1I+B3I模式下的动态定位性能进行评估和分析。实验结果表明,实时动态PPP的城市开阔环境试验中利用B2b服务的电文改正信息后B1C+B2a、B1I+B3I频点组合模式下东向、北向和天向上定位精度分别为11.6、18.8、28.6 cm,以及13.3、19.4、32.5 cm,B1C+B2a组合方式在定位精度和收敛速度方面略优于B1I+B3I;复杂城市环境下GNSS信号发生中断后,信号恢复后PPP-B2b重新收敛的定位精度能够达到40.6、33.2、60.1cm;可知,BDS-3PPP-B2b产品精度较高,且城市环境下基于该服务的实时动态精密单点定位能够实现分米级定位,可用于正常生产生活中。

脉冲激光对石英基底Ta_(2)O_(5)/SiO_(2)滤光膜的损伤效应研究

随着高能激光系统的发展,对光学薄膜抵抗激光损伤能力的要求越来越高,而激光脉宽是脉冲激光对薄膜损伤行为的重要影响因素。针对Ta_(2)O_(5)/SiO_(2)多层膜,基于1-on-1测试方法,分析其在飞秒、皮秒、纳秒激光作用下的损伤特性。测得800 nm飞秒激光作用下的损伤阈值为1.67 J/cm^(2);532 nm和1064 nm皮秒激光作用下的损伤阈值分别为1.08 J/cm^(2)和1.98 J/cm^(2);532 nm和1064 nm纳秒激光作用下的损伤阈值分别为9.39 J/cm^(2)和21.57 J/cm^(2),并使用金相显微镜观察了滤光膜的损伤形貌。实验结果表明:飞秒激光对滤光膜的损伤机理主要是多光子电离效应,而皮秒和纳秒激光对滤光膜的损伤机制主要是热效应。滤光膜在飞秒激光作用下的损伤阈值与皮秒激光作用下的损伤阈值相当,纳秒激光作用下的损伤阈值要高一个数量级,透射通带外损伤阈值约为通带内损伤阈值的2倍。