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光电成像系统与人眼视觉的匹配问题论文
摘 要 ：以电视、激光成像和热成像系统为代表的光电成像系统在军事和民用上有着广泛的用途，但光电成像系统与人眼视觉的匹配问题仍是按现有理论和方法难以准确解释或定量描述的普遍问题。从理论上阐述了此问题的本质，说明了在这种匹配系统中存在系统的最佳匹配，且匹配状态直接影响光电成像系统的总体设计，并对如何描述这种关系进行一些说明和分析。
关键词 ：光电技术论文
前言：对光电成像系统性能的评价主要涉及光学系统和光电成像系统的优化。在对光电成像系统的优化过程中，涉及材料、机械和电子等多门学科。随着科技的不断发展，阵列探测器更新换代的速度相对较快，为了满足阵列探测器的发展需求，加强对光电成像系统的研究，并且对其进行性能优化具有重要的价值。
1.对光电成像系统的性能优化
对光电成像系统的性能优化目标主要是对光学和电学内容进行设计，并且提升光电成像系统的性能，同时降低系统的制作成本。在光电成像系统中，探测器的性能主要是由电荷扩散、几何尺寸和位相时钟等因素决定。在使用的过程中，探测器的性能同样受到环境、运输和温度等因素的影响。
在设计师对光学系统进行设计时，要根据成像倍率和瞬时视场角来决定光学系统的焦距;并且要根据信噪比来设计孔径;同时要根据尺寸来设计相应的视场角;另外，要根据使用换环境和加工难度来设计相应的传递函数余量。在理想的光学系统设计中，艾里斑直径为2.44λF，光学系统函数的截止频率为1/λF，探测器函数的截止频率为1/d，当艾里斑直径为1个像元时，艾里斑直径为d，光学函数截止频率为2.44/d。但是当艾里斑为一个像元时，系统明显的缺乏采样，继而会导致探测器受到一定程度的限制。当系统传递相应的频谱时，将会导致成像失真[1]。
针对系统成像的失真问题，设计师在设计系统的过程中，可以采用增加空间采样频率的方式来提升系统的分辨率。其主要体现在以下几个方面：第一，当系统的艾里斑直径为2个像元时，系统同样欠缺采样，这种设计方式主要应用于航空相机和空间相机，其传递函数相比于设计值较低。第二，当艾里斑函数为3个像元时，光电系统的.传递函数较为容易达到0.1，其一般应用于中小型的光电成像系统。第三，当艾里斑函数为4个像元时，光电系统的分辨率相对较高，适用于实验室等设计环境。由此可见，在光电成像系统的性能优化设计中，增加系统空间采样频率的方式可以较好的提升系统的分辨率，进而可以达到光电系统的使用性能[2]。
2 系统误差对函数的影响
在光学成像系统的设计中，由于涉及、制造和使用的过程中会出现相应的误差，继而会降低传递函数，从而会影响光电成像系统的使用性能。根据科学研究显示，其影响性能的因素主要体现在以下几个方面：
2.1波像差对函数的影响
在光学系统的设计中，波像差会对系统的分辨率产生较大的影响，而在系统的设计中，加工环境、设计和使用等变化均可以影响波像差的变化，从而会影响光电成像系统的使用性能。在光电系统的设计中，其下降因子与波像差之间的关系如公式1所示：
在公式1中，Wmrs是系统的波像差，单位是波长，ATF(v)是函数的下降因子，表示空间频率。当系统的Wmrs=0.05，0.07，0.1和0.125时，系统的下降因子会达到在最低值。因此，在设计师设计光学成像系统的过程中，需要对波像差和函数下降因子进行合理的分析，以便可以保证系统的使用性能[3]。
2.2离焦对函数的影响
在光学成像系统的设计中，需要对系统进行调焦，当调焦过程中出现误差，对系统的函数会产生较大的影响。当离焦的弥散斑直径是d的时候，离焦的函数如公式2所示：
在公式2中，MTF(u)为离焦，当探测器像元的尺寸分别为10%d-d时，离焦函数的下降幅度越来越大。在设计师设计系统的过程中，为了保证系统的分散率，必须将探测器的像元尺寸控制在30%d以内，以便可以保证光电成像系统的使用效率。
2.3像移对函数的影响
在光电成像系统的使用过程中，在曝光时间内，像在像面内会出现移动，从而会在一定程度上导致函数下降。像移主要包括线性异动、高频随机振动和正弦振动。当系统的线性位移数值为d时，系统函数如公式3所示：
在公式3中，ud主要代表空间频率，当系统探测器像元的尺寸分别为10%d、20%d、30%d、40%d、50%d和d时，像移的下降幅度会逐渐增大。
在光电成像系统的设计过程中，光电的函数主要是由波像差、离焦和像移的乘积得到。对于光学遥感中的光电成像系统，在设计的过程中，可以将空间频率设置在0.5左右，在光电系统加工后，其函数应该控制在0.2左右。而系统最终应用的函数应该控制在0.1左右[4]。因此，在光电成像系统的使用过程中，只有设计师根据实际使用要求来进行设计，才可以达到最佳的使用性能。
3 系统的平均传递函数
在光电成像系统中，光学传递函数在线性空间内属于不变的系统，但是探测器取样会不断的发生变化。在系统的使用中，为了满足系统的使用需求，设计师可以采用平均函数的方式来表示空间频率的变化，以便可以更好的对光电成像系统的性能进行优化。在光电成像系统的使用中，随着系统sin函数和cos数值的不断增加，系统的相位值会逐渐缩小，并且逐渐趋于标准理论值。在数据的使用过程中，规定相应的相位等于0.因此，在光电成像系统的设计过程中，设计师应该尽量的减少函数的数值，以便可以保证系统的分辨率。
4 系统的信噪比
在光电成像系统的使用过程中，信噪比是影响系统的重要指标。在信噪比的使用过程中，主要分为红外系统信噪比和光系统信噪比。其分别如公式4和公式5所示。
在公式4中，主要表示红外系统的信噪比，其中F为孔径数，L为地面的辐射亮度。通过公式4，可以较好的对系统的数值进行计算。
在公式5中，Se为信号电子数，Ne为噪声电子数，De为暗信号输出的电子数。在系统的设计中，设计师要根据实际情况来合理的选择信噪比的数值。
结语：光电成像系统的设计关系着其分辨率的大小，继而会影响人们对光电系统的使用性能。希望通过本文的相关介绍，设计师在设计光电成像系统的过程中，可以合理的设计像移、离焦和波像差，以便可以更好的提升光电系统的使用性能。
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实话和你说，国内基本没有好的刊物。。。现实就是，基本塞钱就让上文章，一点意思没有，建议看国外的，可能开始有点困难，也正好提高英语水平
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《光学与光电技术》杂志，由华中光电技术研究所;湖北省光学学会主办的双月刊；2003年创刊，还没有入选过北大核心期刊目录，不是核心，目前是一般省级期刊ISSN： 1672-3392CN： 42-1696/O3邮发代号： 38-335《光学与光电技术》当前的影响因子是：复合影响因子：0.373 综合影响因子：0.237
DOI:10.16661/j.cnki.1672-3791.2013.26.002 高新技术 激光清洗技术的初步研究和应用① 苏春洲 栾晓雨 王海军 袁晓东 叶亚云 (中国工程物理研究院激光聚变研究中心 四川绵阳 621900) 摘 要:激光清洗技术与其他清洗方法(化学清洗、超声波清洗等)相比,具有保证清洗对象无损、清洗效果好、精细、无污染等优点,正在被广泛的研究和应用。根据去除原理的不同,激光清洗技术被分类为干式激光清洗、湿式激光清洗和激光等离子体冲击波等方法。本文介绍了本单位项目组对激光清洗技术的初步研究和应用。关键词:激光技术 激光清洗 激光应用中图分类号:TN249文献标识码:A文章编号:1672-3791(2013)09(b)-0003-04 * The Preliminary Study and Application on Laser Cleaning Su Chunzhou Luan Xiaoyu Wang Haijun Yuan Xiaodong Ye Yayun (Research Center of Laser Fusion, China Academy of Engineering Physics, Mianyang Sichuan,621900,China) Abstract:Compared the conventional cleaning methods(e.g.,chemistry cleaning,ultrasonic cleaning),laser cleaning is recognized ascleaning objects without damage,effectively,precise removal,avoiding pollution environments and it is widely studied and used.According to the different mechanisms,laser cleaning can be classified as dry laser cleaning,steam laser cleaning and laser plasmashockwave.The preliminary study and application on laser cleaning is introduced in the paper.Key Words:Laser Technique;Laser Cleaning;Laser Application 激光清洗技术是基于激光与物质相互作用的一项新型清洗技术,能达到清除物体表面污染物的目的。经过多年发展,激光清洗技术已发展出干式激光清洗法[1～4]、湿式激光清洗法[5～7]和激光等离子体冲击波法[8～10]等清洗方式。与其他清洗方法(化学清洗、超声波清洗等)相比,激光清洗技术具有以下优势[11]:(1)无损情况下有效地清除基底表面微米量级污染物;(2)对基底不产生附加污染;(3)参数可控,可精确定位的精细清洗;(4)清洗效率高;(5)远距离清洗,清洗难以到达的部位;(6)“绿色”环保等。目前在国外,激光清洗技术正在被广泛的研究和应用,从应用领域上可分为三类[12～18]:(1)精密清洗,例如,电子线路板、半导体元件、硅片;(2)清洗大型物体,例如,建筑物外墙、文物;(3)在线清洗,例如,模具、脱漆。而在国内,激光清洗技术的研究一直到近几年才开始进行,还处于理论研究和实验室阶段,未开展应用研究 [19～28] 胀,从而克服基底对污染物的吸附力而脱落;(2)分子的光分解或相变,即在瞬间使污垢分子或使人为涂上的辅助液膜汽化、分解、蒸发或爆沸,使表面污垢松散并随此作用脱离基底表面;(3)激光脉冲的振动,利用高频率的脉冲激光辐照待清洗表面,使光束转变为声波产生共振使污垢层或凝结物振动碎裂。基于上述作用,形成了干式激光清洗法和湿式激光清洗法。随后又提出了激光等离子体冲击波清洗法[8～10]。该方法是利用激光击穿周围介质产生等离子体冲击波清除污染物,可避免波长选择问题,且不是利用激光对物体直接辐照,因此损伤几率小。下面就分别介绍这三种方法。1.1干式激光清洗法 干式激光清洗法的清洗机理为:脉冲激光直接照射待清洗物,基底表面污染物或者基底吸收激光温度升高,发生热膨胀,热膨胀使污染物或者基底振动,使污染物克服表面吸附力脱离基底表面。虽然热膨胀很小,但在很短的激光作用时间内 会产生很大的脱离加速度。根据激光波长的选择,能产生有效清洗的类型有两种:一种如图1(a)所示,污染物对激光不吸收,基底对激光强吸收发生热膨胀作用;另一种如图1(b)所示,基底不吸收激光,污染物吸收激光发生热膨胀[1～4]。根据这两种清洗类型,在干式激光清洗之前,分析基底和污染物的特性对激光的吸收特性,选择一种基底和污染物对其吸收差别大的激光来进行清洗。1.2湿式激光清洗法 湿式激光清洗法的清洗机理为:在脉冲激光作用之前,人为地在待清洗物体表面涂覆一层液膜,液膜在激光照射下急剧受热,产生爆炸性气化,爆炸性冲击波使基底表面的污染物松散,并随冲击波反向离开物体表面,从而达到去污效果。根据激光波长的选择,能产生有效移除的类型有三种:一种是基底对此波长激光强吸收,液膜不吸收的类型,见图2(a);另一种是液膜对激光强吸收,基底不吸收型,见图2(b);第三种是液膜和基底对激光都吸 。本文主要介绍了激光清洗技术的基 本原理,以及本单位项目组对该技术的初步研究和应用。 1 基本原理 激光具有强度高、能量密度大、聚焦性强、方向性好的特点,激光辐照待清洗物体表面至少可以产生三个方面的作用[1～7]:(1)热膨胀效应,即利用基底与表面污染物对某一波长激光能量吸收系数的差别,使基底物质与表面污物吸收能量产生热膨 (a)基底吸收,污染物不吸收 (b)污染物吸收,基底不吸收 图 1 干式激光清洗示意图 ①通讯作者:叶亚云(1986—),女,硕士,助理研究员,从事激光清洗技术的研究;。 科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION3 高新技术 (a)基底强吸收型 (b)液膜强吸收型 (c) 基底和液膜共同吸收型 图 2 湿式激光清洗示意图 同。 1.3激光等离子体冲击波法 激光等离子体冲击波清洗法的实验原理如图3所示,激光在基底上方,当激光能量达到环境气体的击穿阈值时就能将气体击穿,产生一个近球状的等离子体冲击波,冲击波传播到基片时的冲击波力将基底上的污染物移除。该方法对波长没有选 图 3 激光等离子体冲击波清洗颗粒污染物示意图 择性,且由于激光不是直接照射基底表面,所以降低了基底的损伤几率。目前,利用激光等离子体冲击波清洗技术已经在实验上实现了几十纳米粒径的颗粒污染物的移除[8～10]。 以上即为三种主要的激光清洗方法的基本原理。三种清洗方法都可以实现有效清洗,在实际使用时,应针对不同基底表面的污染物,选择最合适的激光清洗方法和参数。 2 典型应用实例 2.1清洗光学元件 在高功率固体激光装置中,光学元件 图 4 表面的污染物严重影响了激光系统的正常运行。有些特殊光学元件(例如,镀金光栅)表面具有精细的结构,常规清洗技术无法解决其污染问题,激光清洗技术的提出为清洗特殊光学元件开辟了新的途径。 本单位项目组开展了光学元件的激光清洗技术研究,目前已进行了激光清洗镀金K9玻璃、K9玻璃表面的颗粒和油脂污染物,得到了良好的清洗效果以及相应的清洗规律[25～27]。图4是项目组利用激光等离子体冲击波法清除镀金K9玻璃表面的SiO2颗粒污染物的效果照片。图4(a)是利用激光清洗后镀金K9玻璃的暗场图,图中可看到明显的清洗分界线,左边区域是激光作用区,右边是激光未作用区,两边对比 图5 镀金K9玻璃样品在清洗前后的反射率曲线 可看出明显的清洗效果。图4(b)和图4(c)分别是清洗区和未清洗区放大50倍的显微照片,图4(c)中看到有SiO2颗粒分布在基片表面上,图4(b)表明经激光清洗后表面已观察不到SiO2颗粒,清洗效果很好。图5是激光清洗前后镀金K9玻璃的反射率曲线,图 收的类型,见图2(c)。与干式激光清洗法相比,湿式激光清洗法主要是靠界面处的沸腾压强,液膜的出现加强了的清洗效果,对于有些污染物,利用湿式激光清洗法具有更好的清洗效果和效率[5～7]。但是湿式激 光清洗中存在两个困难:(1)基片表面液膜厚度的一致性控制较为困难;(2)在清洗过程中液膜的引入可能会带来新的污染。国外文献中,液膜通常使用纯水、乙醇、乙醇+纯水的混合液、丙酮等,清洗 效 果 各 有 不 4科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 高新技术 等方面,具有宽广的前景。另外,在今天全球变暖、环境恶化、资源短缺的情况下,研究激光清洗这种洁净技术更具有节能和环保意义。 致谢:感谢国家科技支撑计划课题以及“十一五”科技支撑项目推广的支持。 参考文献 [1]Kelley JD,Hovis FE.A thermal de-tachment mechanism for particle re-moval from surfaces by pulsed laserirradiation[J].Microelectron ENG,1993(20):159-170. 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PhysicsReviewLetters，这个期刊分的很细，每个volume涵盖某个特定方向，望采纳，谢谢！
这些期刊都是北大核心、统计源核心、中国科学引文数据库，审稿相对普通期刊要严格多，一般需要1-3个月时间审稿，从投稿到见刊时间大概为9-13个月，当然加急的话 ，时间可以快点，也有超过13个月后才出刊的；但是自己操作投稿时很难很难被录用的，一般都找机构代理了，您需要的话，也可以找我们的。
首先，核心期刊的质量要求是比较高的。投稿核心期刊应该注意论文撰写的质量。如果是工科核心论文，国内的核心期刊安排周期都是比较长的。也就是说你现在投稿的话，杂志社可能给你安排到明年七八月才可以见刊。这中间有好几个月的间隔，不过也是可以找别人，比如品优刊就是可以的，自己还是进一步的去咨询一下哈！
大神，这些我都没有听说过
激光与红外、光通信技术、光通信研究、中国激光、光电子技术等等都是中文核心期刊，也都收录综述性的文章。我当初发的都是在里面。激光与红外、光通信技术、光通信研究收录的概率很高，特别是10-4月份期间，这段时间投稿的人较少，文章写的差不多就可以投了。
无线电电子学、电信技术类核心期刊表1、电子学报 2、半导体学报 3、通信学报 4、电波科学学报 5、北京邮电大学学报 6、光电子、激光 7、液晶与显示 8、电子与信息学报 9、系统工程与电子技术 10、西安电子科技大学学报 11、现代雷达 12、红外与毫米波学报13、信号处理 14、红外与激光工程 15、半导体光电 16、激光与红外 17、红外技术 18、光电工程 19、电路与系统学报 20、微电子学 21、激光技术22、电子元件与材料 23、固体电子学研究与进展 24、电信科学 25、半导体技术26、微波学报 27、电子科技大学学报 28、光通信技术 29、激光杂志 30、光通信研究 31、重庆邮电学院学报.自然科学版（改名为：重庆邮电大学学报.自然科学版）32、功能材料与器件学报 33、光电子技术 34、应用激光 35、电子技术应用36、数据采集与处理 37、压电与声光 38、电视技术 39、电讯技术 40、应用光学 41、激光与光电子学进展 42、微纳电子技术 43、电子显微学报
电子类核心期刊如下：电子元件与材料电子与信息学报电子学报电子显微学报电子科技大学学报电子技术应用
现代雷达、信号处理、北京邮电大学学报、光电子技术、电子技术应用、电子科技大学学报、光电子技术、电子技术应用、
无线电电子学、电信技术类核心期刊一览，排名靠后的应该比较好发文章。 1．电子学报 2.半导体学报 3.通信学报4.电波科学学报 5.北京邮电大学学报 6 .光电子、激光 7.液晶与显示8.电子与信息学报9.系统工程与电子技术10.西安电子科技大学学报11.现代雷达12. 红外与毫米波学报13. 信号处理14. 红外与激光工程15. 半导体光电16.激光与红外17.红外技术18.光电工程19.电路与系统学报20.微电子学21.激光技术22.电子元件与材料23. 固体电子学研究与进展24. 电信科学25. 半导体技术26. 微波学报27.电子科技大学学报28.光通信技术29.激光杂志30.光通信研究31.重庆邮电学院学报.自然科学版(改名为:重庆邮电大学学报.自然科学版)32.功能材料与器件学报33.光电子技术34.应用激光35.电子技术应用36.数据采集与处理37.压电与声光38.电视技术39.电讯技术40.应用光学41.激光与光电子学进展42.微纳电子技术43.电子显微学报