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复杂目标和背景的红外与激光成象特性研究

复杂目标和背景的红外与激光成象特性的研究为光电制导武器的设计,卫星遥感和侦察图象的分析,目标特征的控制以及目标回波的识别等提供技术依据,对国防和国民经济的发展具有重要的意义。本文主要研究复杂目标和海背景的红外与激光成象特性。本文的贡献主要包括以下几方面:1、在粗糙表面散射理论的研究中,从理论上建立了在有限介电表面情况下的相位微扰法。推导出计算粗糙面非相干散射截面的相位微扰法的计算公式;解决了用相位微扰法计算非相干散射截面的数值计算方法。2、在海面的红外与激光成象特性研究中,建立了基于菲涅尔反射模型的成象模型,根据该模型可以从可见光波段的海面图象反演出其同样条件下的红外图象;研究了海面的红外与激光双谱散射模型,建立了海面的后向散射模型。3、在随机海面的红外与激光成象研究中,提出了基于刚体的双尺度成象模型,其中通过构造一个随机函数建立了随机海面的几何模型;分析了风向对海面成象的影响;建立了复杂背景红外与激光成象特性的数值计算步骤。4  (本文共114页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(上海技术物理研究所)
中国科学院研究生院(上海技术物理研究所)

红外与激光复合探测关键技术研究

红外与激光复合探测技术是一种光学多模探测手段,使用了红外被动成像和激光主动测距两种方式,实现红外发现识别定位空间目标,驱动高精度二维定位平台指引激光瞄准目标,使用光子计数测距技术实现对目标的距离探测。融合红外和激光的探测数据结果,获取目标相对系统的方位-俯仰-距离的三维立体信息。该技术可以用对远距离运动目标的探测识别,获取丰富的目标探测信息,为未来发展空间载荷的红外与激光复合探测技术进行前期的探索性研究。本文详细介绍了红外被动探测与激光主动测距相结合的关键技术问题,提出了红外序列图像的目标识别及质心计算方法,分析了无味卡尔曼滤波算法预测目标质心运动轨迹,并进行性能仿真试验。分析了光子计数测距和压电陶瓷偏转镜二维定位平台的基本原理,提出了系统技术指标和总体方案。研制了红外与激光复合探测原理样机,在实验室内进行了系统性能测试和目标复合探测试验。本论文的创新点主要有:1.研究了红外与激光复合探测的工作模式,采用高精度压电快速偏转镜二维...  (本文共122页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海交通大学
上海交通大学

非磨削激光胶原重组及无创检测的实验研究

非磨削激光胶原重组技术避免了磨削激光胶原重组易引起的感染、色素沉着和疤痕形成等副作用,成为近年来临床首选的胶原重组技术。非磨削激光胶原重组的效果与激光的独特物理特性息息相关,不同的靶色基选择性吸收不同波长的激光,不同的波长在皮肤的穿透深度也不一样,这决定了不同波长的激光在皮肤的作用深度。而脉宽决定了激光组织相互作用的机制(光热或光机械效应),而不同的效应对应不同的损伤后修复机制。而激光能量密度直接影响了激光特异性效果的强度。对这些参数进行最佳组合将达到最佳的胶原重组效果并尽可能的减少副作用。本研究中,我们建立了昆明小鼠实验动物模型,在统一的动物模型上进行系统的对照实验研究。通过激光照射前后对鼠皮肤生物物理测量、组织学观察和羟脯氨酸含量分析等多种方法系统地对照了595-nm脉冲染料、Q开关和长脉冲1064-nm Nd:YAG以及1320-nm Nd:YAG四种吸收靶组织不同、物理作用机制不同的、临床最具有代表性的激光照射后对胶原重...  (本文共136页) 本文目录 | 阅读全文>>

东北大学
东北大学

激光表面熔覆理论研究与数值模拟

作为一种经济有效的表面改性和快速成形方法,激光表面熔覆的应用领域伴随其技术的不断发展变得越来越广。激光表面熔覆是一个复杂的物理及冶金过程[1],实践发现,要想获得优质的熔覆效果,熔覆层质量的保证是关键。熔覆质量受到诸多工艺参数的影响,在其实际应用中,要处理的最重要的问题就是熔池温度的控制以及裂纹的避免,而熔覆过程中的温度与应力分布规律的把握是解决以上问题的前提基础。掌握激光表面熔覆的温度及应力分布规律,关键是确定熔覆过程中熔池的温度随时问的变化规律。但是在激光表面熔覆的应用实践中,复杂的热物理过程、极高的实验温度、毫米数量级的熔池大小、材料快速的固液状态变化,让用实验测定熔池中液体的温度分布规律变得非常困难[2]。数值模拟的发展为熔池温度的测定问题提供了一种便捷可靠的方法。通过对比各种有限元分析软件,本文选择ANSYS软件,利用其模拟激光表面熔覆过程的温度场,同时利用APDL语言编写程序对熔覆过程中的关键步骤进行参数化编程,通过...  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>

长春理工大学
长春理工大学

激光显微操纵器的设计研究

针对目前激光显微操纵器指示激光与工作激光中心偏离的问题,本文设计了一种工作距离可调,且指示激光与工作激光严格一致完全重合的激光显微操纵器光学系统。本文介绍了激光器的分类,讨论了激光在生物医学中的应用,以及激光显微操纵器在国内外的发展情况。通过各种激光对人体作用效果优缺点的比较,选择了本设计中的指示激光和工作激光。利用反射系统无色差的特性,采用了Schwarzschild结构设计了激光显微操纵器物镜。运用ZEMAX光学设计软件对物镜结构参数进行调试、优化,并利用其多重结构功能实现了工作距离可调,最后做出了像质评价。通过设计,显微操纵器的各项指标达到要求,在可调工作距离200~400mm范围内,指示激光与工作激光完全重合,且光斑尺寸小于要求的0.16~4.6mm,满足医疗需要。  (本文共51页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京理工大学
南京理工大学

激光与物质热作用过程的数值模拟研究

本文就高功率激光与材料相互作用时材料的加热、熔融和气化蒸气场的形成和发展过程、激光蒸气产生冲击波及其时空发展行为等进行了理论分析和数值计算模拟研究;进而研制了基于Windows平台的软件及界面。首先在对国内外高功率激光与材料相互作用机理和数值模拟研究的最近进展进行评述基础上,就靶材物质对激光的反射、吸收和转化的基本机制,激光对固体材料加热的温度场及其熔融的温度场和固—液态界面的移动速度及液态质量迁移、激光引起材料的气化、烧蚀的质量迁移,以及蒸汽对激光的吸收与动力学模型进行了系统的讨论。进而采用隐格式的差分格式就激光对物质的加热时的温度及其分布、熔融过程的温度及其分别,熔融面推进速度等进行了数值计算,得到了温度场及熔融面推进速度的物理图象。从连续性方程、动量方程和能量方程出发,采用高分辨率多介质流的Euler方法和TVD格式对激光产生蒸气流场和冲击波过程进行了数值模拟,得到了蒸气流场的相关参量,如温度、压强、速度、密度等,及其分布...  (本文共84页) 本文目录 | 阅读全文>>