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高功率光纤激光器反常模式不稳定效应实验研究

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中国激光 2024年第6期51卷 1-8页

作者：曾令筏文榆钧王小林王鹏奚小明杨保来张汉伟习锋杰韩凯王泽锋许晓军国防科技大学前沿交叉学科学院湖南长沙410073 国防科技大学南湖之光实验室湖南长沙410073 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室湖南长沙410073

模式不稳定是限制当前高功率光纤激光器功率提升的主要因素。在近单模光纤激光器中,一般采用减小光纤弯曲直径的方法增加高阶模损耗、提升模式不稳定阈值;然而,少模光纤激光器中存在多个高阶模式,会导致动态模式不稳定(TMI)阈值随着弯... 详细信息

模式不稳定是限制当前高功率光纤激光器功率提升的主要因素。在近单模光纤激光器中,一般采用减小光纤弯曲直径的方法增加高阶模损耗、提升模式不稳定阈值;然而,少模光纤激光器中存在多个高阶模式,会导致动态模式不稳定(TMI)阈值随着弯曲直径减小而降低的反常模式不稳定现象。基于纤芯/包层直径为30/600μm的双包层掺镱光纤以及具有不同直径的光纤水冷柱,设计了一台后向泵浦的高功率光纤放大器,研究了该激光器中的反常模式不稳定现象。结果表明:当采用中心波长为976 nm的稳波长激光二极管(LD)作为泵浦源时,随着增益光纤弯曲直径由13 cm增加至16 cm,激光器的TMI阈值由1650 W提升至3740 W,提升幅度约为1.27倍,输出激光的相对亮度提升了87%。光纤弯曲直径的增加虽然会带来输出激光光束质量的轻微退化,但输出激光的相对亮度能够大幅提升。最终,结合光纤弯曲以及泵浦波长优化,实现了7.1 kW高亮度光纤激光输出,相对亮度为1293。

关键词：光纤光学光纤放大器反常模式不稳定光纤弯曲泵浦波长优化

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二战时期美对德战略轰炸的情报支援问题

情报杂志 2024年第6期43卷 14-21页

作者：白云张薇国防科技大学国际关系学院南京210039 国防科技大学军政基础教育学院长沙410073 陕西省科学技术情报研究院西安710054

[研究目的]二战期间美对德战略轰炸的情报支援,是人类情报史上学者参与情报分析的经典案例之一。对其开展历史考察,可以还原二战期间美国情报分析工作的真实面貌,深入了解实证主义情报分析理念以及“兰格学派”的情报分析模式。[研究方... 详细信息

[研究目的]二战期间美对德战略轰炸的情报支援,是人类情报史上学者参与情报分析的经典案例之一。对其开展历史考察,可以还原二战期间美国情报分析工作的真实面貌,深入了解实证主义情报分析理念以及“兰格学派”的情报分析模式。[研究方法]采用文献史料研究法,以案例分析和归纳分析法,剖析该案例的社会历史背景、分析过程、研究范式、运作特点和影响贡献。[研究结论]美国战略情报局研究分析处组织的“敌方目标委员会”运用经济学“投入—产出”理论,采用实证方法构建战略轰炸目标选择的指标体系和测度模型,分析出在不同战略形势下对德实施战略轰炸的首选目标以及轰炸时间节点,以己方最低成本付出取得最大轰炸效果,对决策者提供了有力的情报支援,不仅赢得欧洲战场的胜利,更推动了情报分析专业化进程。

关键词：战略轰炸情报支援目标选择方法情报分析对德轰炸第二次世界大战文献史料研究法

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多矢量姿态测量算法研究综述

北京航空航天大学学报 2024年第5期50卷 1427-1437页

作者：吴美平刘一麟郭妍于瑞航国防科技大学智能科学学院长沙410072

将矢量测量转化为姿态测量,该问题在姿态估计中被称为Wahba问题。介绍了最小化Wahba问题的损失函数的不同算法,包括最优四元数估计器(ESOQ)、四元数估计器(QUEST)、快速最优姿态矩阵(FOAM)、矩阵的奇异值分解(SVD)等广泛使用的算法,以... 详细信息

将矢量测量转化为姿态测量,该问题在姿态估计中被称为Wahba问题。介绍了最小化Wahba问题的损失函数的不同算法,包括最优四元数估计器(ESOQ)、四元数估计器(QUEST)、快速最优姿态矩阵(FOAM)、矩阵的奇异值分解(SVD)等广泛使用的算法,以及基于快速线性四元数姿态估计器(FLAE)、黎曼流形等近年来提出的算法。给出了简单的计算原理与推导过程,并通过计算机仿真对照,归纳各类算法在计算旋转矩阵时的计算精度、鲁棒性。针对姿态测量算法应对当前应用场景的性能需求,简要介绍其在惯性测量单元(IMU)动态对准、协同集群视觉定姿、图像拼接等方面的适用可能和工作原理,并在此基础上简述了姿态测量算法当前的缺陷与未来的发展趋势。

关键词： Wahba问题视觉定姿图像拼接人体动作测量协同导航

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用于航天器耦合微振动分析的修正动质量法

振动与冲击 2024年第5期43卷 283-291页

作者：柴江帅罗青国防科技大学空天科学学院长沙410073

针对航天器的微振动耦合问题,分别通过动力学平衡方程、动质量法和机械阻抗理论推导建立了微振动源与支撑结构的耦合传递模型,并对比分析了传统动质量法的适用范围。研究表明传统动质量法会对低频范围内耦合特性分析带来较大误差,且适... 详细信息

针对航天器的微振动耦合问题,分别通过动力学平衡方程、动质量法和机械阻抗理论推导建立了微振动源与支撑结构的耦合传递模型,并对比分析了传统动质量法的适用范围。研究表明传统动质量法会对低频范围内耦合特性分析带来较大误差,且适用于微振动源质量远小于支撑结构的情况。在此基础上,提出了基于机械阻抗理论的修正动质量理论方法,并据此建立了反作用飞轮与航天器平台结构的耦合动力学模型,重点给出了采用修正动质量法对陀螺效应的处理方式。利用所建模型,仿真分析了反作用飞轮微振动对航天器平台结构动态影响,以及陀螺效应对系统动态特性的影响规律。所提出的修正动质量法可为航天器耦合微振动分析及地面微振动测试的开展提供理论参考。

关键词：航天器微振动动力学耦合修正动质量法机械阻抗陀螺效应

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基于相变材料的非易失光子多值器件研究

光子学报 2024年第1期53卷 222-229页

作者：宋兵王金融张亨宇孙振源李清江国防科技大学电子科学学院长沙410073

结合相变材料与马赫-曾德尔干涉仪调制器结构,设计了一种包含ITO微加热器的非易失性光子多值器件,通过对相变材料的结构参数进行仿真,优化了器件的调制窗口。同时对ITO微加热器的结构进行仿真设计,使微加热器的效率更高,更容易实现器件... 详细信息

结合相变材料与马赫-曾德尔干涉仪调制器结构,设计了一种包含ITO微加热器的非易失性光子多值器件,通过对相变材料的结构参数进行仿真,优化了器件的调制窗口。同时对ITO微加热器的结构进行仿真设计,使微加热器的效率更高,更容易实现器件的多值调制。测试表明,该器件在施加电脉冲的过程中实现了超过32个状态(5 bit)的多值调制。这种电调制的非易失性光子多值器件为大规模的非易失性可配置光子硬件神经网络提供了基础的单元。

关键词：非易失性光子器件马赫-曾德尔干涉仪相变材料硒化锑氧化铟锡多值

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天基光学遥感动目标智能检测技术综述

遥感学报 2024年第7期28卷 1681-1692页

作者：肖超安玮李朝旭李博扬应昕怡林再平国防科技大学电子科学学院长沙410073

天基光学遥感动目标检测旨在对遥感卫星视频中具有连续运动特性的目标进行定位和分类,比如遥感视频卫星中的运动车辆、舰船和飞机。随着遥感视频卫星技术和深度学习技术的快速发展,基于模型驱动的传统遥感动目标检测方法正朝着基于数据... 详细信息

天基光学遥感动目标检测旨在对遥感卫星视频中具有连续运动特性的目标进行定位和分类,比如遥感视频卫星中的运动车辆、舰船和飞机。随着遥感视频卫星技术和深度学习技术的快速发展,基于模型驱动的传统遥感动目标检测方法正朝着基于数据驱动的深度学习方法进行演变,以完成高可靠、高时效、高性能的天基光学遥感图像动目标检测。本文介绍了光学遥感视频卫星的发展现状,并对基于模型驱动和基于数据驱动的光学遥感动目标检测方法进行了总结,梳理和分析了光学遥感动目标检测技术的发展历程。最后,在此基础上对光学遥感动目标检测的未来发展趋势进行了展望。

关键词：天基光学遥感运动目标检测卫星视频模型驱动数据驱动神经网络时空信息无监督学习

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基于迭代二次优化算法的低截获波形序列设计

电子与信息学报 2024年第5期46卷 2048-2056页

作者：刘强张敏郭福成殷加鹏胡卫东国防科技大学电子科学学院长沙410073

对抗条件下,低截获雷达通过发射特殊波形防止非合作电子侦察系统截获和检测其发射信号,是现代雷达技术的重点研究方向。该文旨在降低电子侦察系统的功率截获概率,在保证目标的辐射能量基础上,针对短时傅里叶变换(STFT)宽带数字侦察接收... 详细信息

对抗条件下,低截获雷达通过发射特殊波形防止非合作电子侦察系统截获和检测其发射信号,是现代雷达技术的重点研究方向。该文旨在降低电子侦察系统的功率截获概率,在保证目标的辐射能量基础上,针对短时傅里叶变换(STFT)宽带数字侦察接收机特点,从能量的时频分布的角度将波形设计技术应用到无源对抗领域。首先,建立STFT宽带数字侦察接收机检测低截获模型,利用2次优化模型,将低截获问题转变为恒包络序列迭代优化问题;然后,为了获得较好的自相关性能,利用辅助标量,将优化模型转化为2次和形式,结合迭代算法得到了所提低截获波形序列;最后,讨论了计算复杂度。从仿真结果上看,所提序列比常见相位编码信号在相同的接收信噪比下具有更优的低截获能力,另外,引入Pareto权对所提序列的自相关特性进行控制,有效地提高了设计灵活性。

关键词：低截获雷达波形设计迭代2次优化

维普期刊数据库评论

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路面不平度对遥控武器站伺服性能的影响分析

中国科学：技术科学 2024年第6期54卷 1137-1148页

作者：谢馨张连超郑杰基李宝宇范大鹏国防科技大学智能科学学院长沙410073

随着车载遥控武器站遂行作战任务的不断增加,对遥控武器站行进间射击精度提出了越来越高的要求,而车辆在行进过程中由不平整路面引入的基座扰动,会给武器火线稳定精度带来极大的影响.针对路面不平度扰动对遥控武器站稳定性能影响机理不... 详细信息

随着车载遥控武器站遂行作战任务的不断增加,对遥控武器站行进间射击精度提出了越来越高的要求,而车辆在行进过程中由不平整路面引入的基座扰动,会给武器火线稳定精度带来极大的影响.针对路面不平度扰动对遥控武器站稳定性能影响机理不明的问题,本文在分析遥控武器站系统组成、工作原理及关键技术指标基础上,建立了包含驱动、传动、控制以及路面不平度随机扰动的遥控武器站系统机电耦合全局动力学模型,分析不同路面等级、不同车速下路面不平度扰动对系统稳定精度的影响,搭建路面不平度随机扰动模拟测试平台,验证理论分析和数值仿真的有效性.仿真和实验结果表明,当车速为18 km/h时,在稳定平台作用下,稳定误差几乎不随路面等级的变化而变化.当车速为36和72 km/h时,随着路面等级提高至E级以上时,系统稳定误差呈近似指数增长,且速度越高,稳定精度恶化得越严重.

关键词：遥控武器站路面不平度机电耦合全局动力学模型稳定精度

基于耗散稀释理论的声子晶体软支撑石墨烯纳机电谐振器设计与实现

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中国科学：技术科学 2024年第5期54卷 898-910页

作者：刘瑛郑贤德徐博巫佳琦王曾晖吕克洪邱静刘冠军国防科技大学智能科学学院长沙410073 国防科技大学装备综合保障技术重点实验室长沙410073 电子科技大学基础与前沿研究院成都610054

室温品质因数低下是石墨烯纳机电谐振器走向工程应用面临的关键瓶颈,欧姆损耗难以完全解释石墨烯室温低品质因数以及品质因数应力调控现象.耗散稀释理论揭示了传统高应力硅基谐振器品质因数调控的内在能量及耗散机制,有望适用于石墨烯... 详细信息

室温品质因数低下是石墨烯纳机电谐振器走向工程应用面临的关键瓶颈,欧姆损耗难以完全解释石墨烯室温低品质因数以及品质因数应力调控现象.耗散稀释理论揭示了传统高应力硅基谐振器品质因数调控的内在能量及耗散机制,有望适用于石墨烯类二维材料体系.本文基于Zener滞弹性理论,对比分析高应力石墨烯薄板-薄膜模型下的能量分布与耗散特性,揭示边界处弯曲势能在总弯曲势能中的主导作用,指出薄板模型更适宜分析谐振器能量耗散特性.基于耗散稀释理论,结合石墨烯弯曲刚度特性,构建石墨烯纳机电谐振器耗散稀释理论模型,提出声子晶体软支撑耗散稀释机制.采用三角晶格晶胞构建声子晶体,并以此构建声子晶体软支撑石墨烯纳机电谐振器,仿真验证局域态的存在且其品质因数放大因子高于非局域态近5倍,证明了声子晶体软支撑设计提高品质因数的有效性.通过分析局域态的振幅与曲率分布,解释了声子晶体软支撑局域振动能量、抑制耗散的机制.仿真分析品质因数放大因子与软支撑声子晶体层数关系,研究发现仅需2~3层声子晶体即可实现较优局域效果,对谐振器设计具有重要指导意义.针对设计方案,提出了大规模悬空石墨烯背浮法制备工艺与石墨烯声子晶体软支撑结构FIB刻蚀工艺,成功实现了声子晶体软支撑石墨烯纳机电谐振器的制备.扫频测试结果表明,声子晶体软支撑石墨烯谐振器品质因数为圆形鼓膜石墨烯谐振器的2.5倍,验证了声子晶体软支撑结构抑制耗散提高品质因数的有效性.本文所建立石墨烯耗散稀释理论模型与声子晶体软支撑耗散稀释机制为石墨烯纳机电谐振器耗散特性研究提供了新思路,所研制声子晶体软支撑石墨烯纳机电谐振器为石墨烯纳机电谐振器谐振特性分析、耗散机制研究提供了新平台和新方法.

关键词：石墨烯耗散稀释品质因数声子晶体聚焦离子束