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2012年 第7期

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综述与评论
甚长波碲镉汞红外探测器的发展
王忆锋, 李培智, 刘黎明, 王丹琳
2012, 34(7): 373-382. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2012.07.001
摘要 PDF免费下载(28)
摘要:
天基红外技术对于远程弹道导弹防御具有重要作用.当飞来的导弹位于地球阴影区域时,作为背阳的结果,空间温度很低,导弹呈现为一个微弱的冷目标,峰值波长在甚长波红外(VLWIR,大于14μm)波段,这时就需要VLWIR探测器.VLWIR对于大面阵碲镉汞焦平面(FPA)器件的设计来说是一种非常具有挑战性的波段.它要求高均匀性、低缺陷率、高量子效率、低暗电流和低噪声.主要通过对近年来刊发的部分有关英语文献资料的归纳分析,介绍了有关VLWIR/MCT技术的发展状况,其中一个发展趋势是从n-on-p空位掺杂器件结构转向非本征掺杂p-on-n器件结构.
材料与器件
用于红外焦平面阵列非均匀性校正的辐射参考源
金明磊, 金伟其, 刘崇亮, 范永杰
2012, 34(7): 383-388. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2012.07.002
摘要 PDF免费下载(9)
摘要:
概述了4种红外焦平面阵列非均匀性过程中使用到的参考源.成为产品前,通常使用面源黑体作为参考源对红外焦平面阵列进行非均匀性校正；在热成像系统应用中动态非均匀性校正中,普遍使用的辐射挡板由于没有连有控温装置,只能进行一点校正,在场景温度偏离校正温度时,校正效果会受到影响；美国第三代前视红外成像系统中使用连有热电制冷器的热电参考源,利用热电制冷器对发射表面进行控温,可实现两点校正算法；为基于边框的SBNUC校正算法设计的U型边框黑体光阑,对视场中心没有遮挡,利用半导体制冷器对U型边框黑体光阑的进行控温,能根据场景信息自适应地实现的两点校正.
芯片位置对红外二极管辐射强度在空间分布的影响
翁建华
2012, 34(7): 389-392. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2012.07.003
摘要 PDF免费下载(5)
摘要:
采用射线追踪法,计算了两种红外二极管辐射强度随空间角度的变化关系,并将计算结果与实测数据进行了比较.计算中红外射线由除底面外芯片的其余5个表面上产生的随机数进行发射,并考虑了反射杯对红外光线的反射.数值模拟的结果与实测得到结果基本一致.在此基础上模拟了芯片位置的变化对辐射强度的影响.模拟结果有助于进一步了解红外二极管的光学特性及其结构对光学特性的影响,并为红外二极管及关电开关的设计与制造提供理论参考.
透红外/可见光学窗的电磁波屏蔽技术
陈宇
2012, 34(7): 393-397. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2012.07.004
摘要 PDF免费下载(14)
摘要:
针对电磁辐射对日常生活、社会安全以及军事等领域所造成的危害,研究透红外/可见光学窗电磁波屏蔽技术.为降低传统金属网栅可见和红外波透过率低的问题,提出在光学窗上制作由ITO、SnO2等氧化物膜构成透明导电网栅.从理论分析入手分析导电网栅线宽、周期对光电特性的影响,利用镀膜、光刻及化学腐蚀方法制备线宽和周期不等的ITO膜网栅,并将其结果与金属网栅进行对比分析得出结论:红外透过率方面,ITO膜网栅大于金属网栅,并且相差较多,可达10％以上；而屏蔽效率方面ITO膜网栅小于金属网栅,但相差很小,最大仅2～3 dB.因此,透明导电膜网栅代替金属网栅用于解决红外透过率与屏蔽效率的矛盾实用价值更高.
图像处理与仿真
基于双核判决的红外小目标检测方法
田毅龙, 李志军, 王卫华, 陈曾平
2012, 34(7): 398-403. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2012.07.005
摘要 PDF免费下载(5)
摘要:
复杂背景下红外小目标检测与跟踪是红外目标探测系统的核心技术之一.为了准确检测与跟踪空中多个小目标,针对复杂背景下单帧检测虚警率偏高,导致帧间检测计算量大的问题,提出了一种基于双核判决的小目标检测算法.首先根据目标、背景及噪声的不同灰度特性,利用Robinson滤波器结构,设定背景区域和小目标区域,更为真实的表现背景与小目标的区域分布；然后计算外核目标与背景在四个方向上的对比度及内核目标区域内的相似度,若双核度量同时达到设定阈值条件,则判定为真实目标点,这样消除背景边缘及噪声的影响,减少目标检测虚警.实测数据表明,与传统的高通滤波法、Top-hat算法相比,该算法能在单帧检测上更有效检测出小目标,抑制背景边缘和噪声点,提高抗噪能力,降低虚警率,增强帧间目标的检测识别率,能大大减少序列图像间目标检测与跟踪的计算量.
系统与设计
MEMS红外光源可调制驱动电路设计
关新锋, 丑修建, 田英, 李佩青, 熊继军
2012, 34(7): 404-407. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2012.07.006
摘要 PDF免费下载(12)
摘要:
针对MEMS红外光源的驱动控制问题,提出了一种基于FPGA和稳压集成电路ADP3336的可调制驱动系统.通过对MEMS红外光源的辐射光谱和驱动特性研究,确定基于可调脉冲方波的直接驱动控制方式；采用FPGA对数字脉冲信号进行占空比和频率的复合调制；采用ADP3336对光源精密稳压驱动,使驱动电压偏差不大于0.1V,驱动效率达80.1％.该驱动电路实现了对MEMS红外光源大功率、高精度、高效率供能驱动以及深度调制,为这种新型红外光源器件的应用提供了技术基础.
测量技术
动力系统热负荷红外在线监测定量识别
吕事桂, 李东臻, 杨立, 杨晓伟
2012, 34(7): 408-415. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2012.07.007
摘要 PDF免费下载(8)
摘要:
热负荷是评估动力系统运行状态的关键参数之一,传统热负荷检测方法存在操作复杂、应用范围窄、准确性低等缺点.对动力系统壁面建立了二维数学物理传热模型,采用数值计算方法求解壁面温度分布,在分析三角型和正弦型两种热负荷分布形式下壁面热特征的基础上,提出了依据红外热像仪监测到的壁面温度信息利用共轭梯度优化算法对动力系统壁面热负荷进行在线监测定量识别的方法.通过数值模拟实验的方法考察了红外热像仪测温误差、壁面热负荷初始假设以及壁面材料对壁面热负荷定量识别结果的影响,验证了该方法的可行性,发现热负荷定量识别的结果主要受到测温误差的影响,并且低导热率材料动力壁面上的正弦型热负荷受红外测温误差的影响较小,在相同壁面材料和测温误差为0.05℃的情况下,基于内壁面温度信息和外壁面温度信息的正弦型热负荷识别相对误差分别为0.56％和1.94％,而三角型热负荷识别相对误差却分别为8.13％和12.65％,但两者都满足一定的工程应用.
制导与对抗
近岸攻击中沿海地表背景温度场建模研究
马登武, 王超
2012, 34(7): 416-421. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2012.07.008
摘要 PDF免费下载(9)
摘要:
空舰导弹红外导引头识别近岸攻击舰船目标时,沿海地表复杂的红外辐射对导引头识别舰船目标造成了障碍.根据沿海地表的特点,建立了沿海地表背景温度场计算模型,研究了太阳、大气、海面等对沿海地表红外辐射的影响,选择了3种典型的沿海地表,对其温度日变化情况进行了数值计算,给出了初步的计算结果.经过与实测值的比较表明,所建模型可以较好地模拟沿海地表温度随各气象参数的变化情况.
微光技术
多碱光电阴极膜厚对阴极灵敏度的影响研究
李晓峰, 李莉, 杨文波, 邱永生
2012, 34(7): 422-426. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2012.07.009
摘要 PDF免费下载(16)
摘要:
叙述了多碱光电阴极光谱反射的特点,测量了超二代微光像增强器多碱光电阴极的光谱反射曲线,分析了光谱响应曲线产生干涉加强峰和干涉减弱峰的原因,比较了不同膜层厚度多碱阴极光谱反射曲线的区别.根据能量守恒定律,利用实测的多碱光电阴极光谱反射率和光谱透过率,计算出多碱光电阴极的光谱吸收曲线,通过研究不同厚度多碱阴极的光谱吸收,发现多碱光电阴极膜层厚度加厚并不会提高其对所有波段光吸收率的特点.厚度增加只会增加短波和长波的光吸收率,但中波的光吸收率不会增加反而下降,这是由于受到光谱反射的影响.阴极膜层的厚度既影响光谱反射和光谱透过,又会影响光谱吸收,因此也影响多碱阴极的光谱响应,所以多碱光电阴极的膜层厚度是影响多碱光电阴极灵敏度的一个关键参数.实践证明,转移式技术制作的多碱光电阴极膜层厚度也存在一个最佳值,超过这一最佳厚度,阴极的灵敏度不增反降,这是因为红外光谱响应增加不多,但中波光谱响应下降很多.所以对转移式多碱光电阴极而言,实践证明当膜层厚度达到最佳厚度时,膜层呈现淡红色,在制作过程中要控制好阴极膜层的厚度,这样才可能获得较高的阴极灵敏度.
阳极氧化铝微通道板研究的进展
张洋, 黄永刚, 刘辉, 李国恩
2012, 34(7): 427-432. doi: 10.3969/j.issn.1001-8891.2012.07.010
摘要 PDF免费下载(11)
摘要:
微通道板(Microchannel Plates,MCP)是一种先进的电子倍增器件,在微光夜视等多个领域有着广泛的应用.传统铅硅酸盐玻璃微通道板(Lead Silicate Glass Microchannel Plates,LSG-MCP)越来越不能满足小孔径、高分辨率、环境友好等方面的要求,寻求替代产品成为研究热点.详细介绍了一种新型微通道板—阳极氧化铝微通道板(Anodic Aluminum Oxide Microchannel Plates,AAO-MCP)的研究进展,包括多孔AAO的特点、微通道的形成、功能层的制备、计算机模拟等.AAO-MCP具有孔径小、面积大、耐强磁场、工作温度范围宽等特点,应用前景广阔.最后分析了AAO-MCP存在的问题以及未来发展方向.

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