地外生命探测数字全息技术发展现状及趋势

来源 :光学精密工程 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qxff
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
地外生命原位探测具有重要的科研与人文价值,未来探测任务中木卫二等海洋世界正逐渐成为新的兴趣目标.结合数字全息技术的深海微生物原位探测场景,提出了其在地外生命原位探测场景的应用设想.调研了用于地外生命探测的数字全息技术研究进展,总结了Serabyn团队提出的“共模”与无透镜数字全息显微成像两种技术方案.用于地外生命探测的数字全息技术处于实验室研发阶段,对低温、低细胞浓度海洋环境下的生命探测是地外行星生命探测的基础,侧面验证了所提设想的可行性.数字全息技术是实现地外生命探测的理想方案,对地球海洋环境微生物观测的全息技术进行优化可为未来地外行星生命探测任务奠定基础.
其他文献
为了提高天问一号高分相机的星载接口力热性能,以相机基频和星载温度差为输入开展结构设计.首先,介绍了常见的光学遥感器星载接口的支撑方式,分析了火星探测高分相机对星载接口支撑方式的需求.其次,建立遥感器光学性能与星载支撑接口的对应关系,通过蒙特卡洛分析方法确定接口空间位置相对变化对反射镜的影响,识别出影响整机刚度和热稳定性的接口设计参数.然后建立不同接口方案的分析模型,确定了接口设计的最优方案.最后,通过试验测试获得了该星载接口方案下的整机基频和热稳定性.试验结果表明:采用运动学接口方案,整机一阶基频达到58
针对小行星天基光学监测中的可见性问题,基于辐射度传输理论,引入黄道光和银道光亮度模型,建立了小行星天基光学监测的信噪比模型.结合设计的可见光传感器和望远镜的性能参数,计算了目标小行星相对望远镜的信噪比和视星等随时间的变化;考虑极限信噪比和太阳规避角,计算了地球领航轨道可见光望远镜对不同直径小行星的极限监测距离;改变小行星的物理参数,研究了信噪比和视星等对小行星物理参数的敏感性.结果表明:目标小行星在给定的场景时间内相对望远镜距离增大了约0.09AU,视星等增大了约0.51,目标小行星在口径为0.7 m的望
机载红外光电探测系统进行下视复杂场景目标探测时,地面虚警干扰源同弱小目标在空间分布上一致,传统算法会导致大量虚警.因此,提出一种基于运动目标特征的多维度特征关联检测算法.该算法首先对复杂场景进行特征点检测,引入基于相对速高比的跳帧机制,对经过图像配准的帧间图像进行差分处理检出候选目标.同时,结合基于核相关滤波的目标相似度方法进行多维多帧关联,进一步抑制虚警并确认目标.实验结果表明,在载机速高比大于30 mrad/s、系统帧时小于10 ms的机载环境下,该算法的平均检测率达到99.13%,虚警率降至10-5
为了扩大张拉整体的内部空间,实现展开前空间占用小,展开后内部空间的有效利用率高,对张拉整体轴向折叠方式及折展特性进行了研究.根据张拉整体的理论基础,介绍了节点矩阵、连接矩阵和构件矩阵,分析了张拉整体轴向折叠的意义以及存在的问题,并介绍了两种张拉整体沿轴向折叠的方法.在这两种折叠方式的基础上提出弯杆张拉整体,并给出弯杆张拉整体节点坐标的求解方法.最后,分析弯杆张拉整体在完全展开状态直至上下水平面重合时的弹性变形量,利用有限元软件分析得到模型完全压缩时节点的弯曲角度临界值.高度为270 mm,半径为200 m
针对含有自由曲面的空间光学系统中偏振像差对探测精度和成像质量的影响,基于琼斯表示法,提出以条纹泽尼克多项式为表征函数的自由曲面离轴光学系统偏振像差分析方法,构建了自由曲面反射光学系统偏振像差解析模型,分析了条纹泽尼克多项式低阶系数对视场离轴光学系统偏振像差分布的影响;通过全视场偏振光线追迹仿真及系统引入自由曲面前后的对比,揭示了自由曲面对离轴光学系统相位像差、相位延迟和二向衰减3种偏振像差的作用规律;最后,设计了含有自由曲面的大视场离轴三反偏振成像光学系统,并分析了系统全视场的偏振像差.分析结果表明:相位
为了满足卫星星间激光通信粗跟踪系统高的动态性能和稳态性能,针对普通PID控制存在阶跃响应超调量大、调节时间过长等问题,以永磁同步电动机为控制对象建立粗跟踪系统的三环控制模型,并进行matlab仿真分析.在普通PI控制的基础上提出一种自适应增益控制,为跟踪系统缩短调节时间改善超调等动态性能提供新的方法,在基于FPGA主控单元的控制下.地面实验表明,在187.25μrad(500码)阶跃信号的激励下,改进的自适应增益控制策略较普通PI控制,超调量由35.8%下降到10%,调节时间由100 ms缩短到70 ms
为了实现偏振成像系统的小体积、低延时和快速目标检测,利用动态视觉传感器对动态场景灵敏度高、成像速度快的特点,提出了基于动态视觉传感器的偏振探测方法.从动态视觉传感器的对比度灵敏度出发,结合光学偏振原理,从理论上证明了基于动态视觉传感器偏振探测方法的可行性.设计并搭建了实验系统,由转台载着偏振片快速转动,由于视场内景物的反射光具有不同的偏振特性,经过旋转偏振片后发生明暗变化,动态视觉传感器快速捕捉变化并成像,系统采用嵌入式GPU(Graphics Processing Unit)控制并实时显示成像.实验结果
随着微电子器件高度集成化、微型化、便携化和多功能一体化的快速发展,高性能新型微电容器的需求越来越大.将电容器划分为传统电容器与新型微电容器,介绍了传统电容器中铝电解电容器、钽电解电容器、有机薄膜电容器以及陶瓷电容器的结构特点及其生产应用中的性能,着重对用于储能方面的固态微型电容器(金属-绝缘体-金属,金属-绝缘体-半导体)和微型超级电容器的结构特点、技术工艺、主要性能指标及其与片上可集成系统的工艺兼容性进行了综述.此外,阐述了片上3D硅基电容器结构的关键制造工艺、主要研究方向(电极表面积、绝缘材料和电极材
为了对多机协同定位算法进行研究,使用采集到的某款较高精度的MEMS惯组的噪声数据替代仿真噪声数据,模拟采用MEMS/GNSS组合导航算法的载机平台,使得定位算法的使用条件更加接近真实应用水平,并对在仅有视线角测量情况下的无源定位算法进行了精度分析和改进.以MEMS惯组真实数据为依据设置组合导航算法的参数,并在模拟载机的过程中加入真实惯组噪声,通过组合导航解算获得载机的位置坐标.建立仅有视线角量测的无源定位算法数学模型,在组合导航定位的计算结果稳定之后,利用获得的自身位置数据,基于扩展卡尔曼滤波估计目标的位
对焊件表面及亚表面缺陷进行无损检测是保证焊接产品质量的关键.提出了一种基于法拉第磁致旋光效应的磁光成像焊接缺陷三维重构方法,实现焊接缺陷形状和大小的识别.基于磁光成像原理分析漏磁场磁感应强度与磁光成像的对应关系,以脉冲激光焊接凹坑(3 mm×0.3 mm×0.25 mm)为研究对象,建立焊接凹坑缺陷三维有限元磁场仿真模型,探索漏磁场磁感应强度分布规律.通过图像数字化技术及磁光成像像素值的分布规律,提取缺陷的二维轮廓信息,并设计梯度-偏差算法构建深度信息,最终获得焊接缺陷的三维轮廓.实验结果表明:缺陷处距离