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2018年 第10期

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材料与器件
液相外延长波碲镉汞薄膜化学机械抛光工艺研究
王静宇, 宋林伟, 孔金丞, 吴军, 洪雁, 张阳, 李东升
2018, 40(10): 925-930.
摘要 PDF免费下载(27)
摘要:
基于碲镉汞液相外延材料表面固有的宏观缺陷,采用化学机械抛光(CMP)方法对材料表面进行抛光平坦化,利用光学显微镜、白光干涉仪、激光共聚焦显微镜等分析方法对化学机械抛光前、后的材料表面进行分析表征.研究结果表明,化学机械抛光工艺能有效去除外延材料表面固有的竖纹、花纹、斜纹等宏观缺陷,同时可明显改善外延材料表面平整度及粗糙度,0.5 mm×0.5 mm范围内薄膜表面平整度值降低到20 nm以下,粗糙度值降低到4 nm以下,提高了碲镉汞外延材料表面质量.化学机械抛光后的长波材料经标准器件工艺制备出的焦平面器件可达到较好长波器件水平.
CdS晶片化学机械抛光的表面粗糙度研究
李晖, 徐世海, 高飞, 徐永宽
2018, 40(10): 931-935.
摘要 PDF免费下载(24)
摘要:
研究了化学机械抛光(CMP)过程中抛光液组分对硫化镉(CdS)晶片表面粗糙度的影响.通过分析磨粒浓度、氧化剂种类及浓度、pH值对CdS晶片表面粗糙度的影响后,得到了用于CdS晶片Cd面CMP的抛光液配比,即磨粒SiO2浓度为20％,氧化剂NaClO的浓度为2.5％,pH值为10.64.在优化其他工艺条件下,采用该抛光液对CdS晶片Cd面进行抛光,可以获得高质量的抛光表面,经原子力显微镜(AFM)测试,在10μm×10μm的区域内,Cd面表面粗糙度Ra仅为0.171 nm.该抛光液也适用于S面的抛光,S面表面粗糙度Ra可达到0.568 nm,从而达到双面共用的效果.
综述与评论
以色列SCD公司的Ⅲ-Ⅴ族红外探测器研究进展
李俊斌, 李东升, 杨玉林, 常超, 覃钢, 杨晋, 周旭昌, 杨春章, 李艳辉
2018, 40(10): 936-945.
摘要 PDF免费下载(111)
摘要:
Ⅲ-Ⅴ 族半导体在第三代红外探测器中扮演了重要的角色,近年来越来越受到人们的瞩目,特别是InAs/GaSb二类超晶格已经成为除碲镉汞外最受关注的红外探测器材料.本文简要回顾了以色列SCD公司在Ⅲ-Ⅴ族红外探测器的研究历程.重点总结了SCD关于InAsSb nBn中波高温探测器和InAs/GaSb二类超晶格pBp长波探测器中的研发.
脉冲红外无损检测技术研究现状与发展趋势
江海军, 陈力
2018, 40(10): 946-951,965.
摘要 PDF免费下载(24)
摘要:
综述了脉冲红外无损检测技术国内外的发展历程、发展现状、基本原理、技术特点;对比了脉冲激励4种方法,介绍了国内外脉冲红外无损检测成套设备的发展状况.对近年来国内脉冲红外无损检测领域主要研究内容进行了总结,包括理论建模分析、脉冲激励方法、数据处理、检测材料和涂层厚度测量.最后总结了该技术的发展趋势.
系统与设计
红外焦平面阵列探测器数据采集系统的校准验证方法
余永涛, 陈勇国, 邹黎明, 王小强, 罗宏伟
2018, 40(10): 961-965.
摘要 PDF免费下载(16)
摘要:
数据采集系统的校准验证是准确测试评价红外焦平面阵列探测器性能指标的技术基础.在分析红外焦平面阵列探测器数据采集系统工作原理特点的基础上,提出了利用通用设备和红外焦平面阵列探测器测试系统对数据采集系统进行校准验证的方法.实际测试结果表明该方法有效可行,实现了数据采集系统的采集误差限、线性度、系统噪声、采集速率等关键指标的校准验证.
基于硅雪崩光电二极管的紫外盖革模式电路的研制
邢怀昌, 许金通, 李向阳
2018, 40(10): 966-971.
摘要 PDF免费下载(18)
摘要:
本文旨在研制盖革模式电路并在两种紫外光照射下测试电路性能,为紫外通信提供数据参考.研制了适用于硅雪崩光电二极管(APD)的主动、被动两种盖革模式电路,设计并实现了输出可调至300.0 V的高稳定直流高压偏置电源,实测纹波电压小于20.4mV,纹波系数小于6.8×10-5.分别在可见盲和日盲两种紫外光照下,测试了被动盖革模式APD的死时间、暗计数和光子计数,给出了被动盖革模式工作的较佳高压偏置范围;紫外光照下,被动盖革模式APD的电路输出脉冲的死时间为1.0μs.基于被动盖革模式电路测试的参数,研制了主动盖革模式电路,实验结果表明:主动盖革模式电路输出脉冲的死时间为102.0 ns,光子计数的上限由被动盖革模式的1.0 MHz提高到主动盖革模式的9.8 MHz.因此主动盖革模式电路在数据传输时有更高的传输带宽,预计可满足一些图像传输或者视频通信的基本要求.
图像处理与仿真
基于高动态范围图像技术的高光误差补偿方法
吴雨祥, 李明阳, 杨眉, 李绒, 岳慧敏, 刘永
2018, 40(10): 972-978.
摘要 PDF免费下载(18)
摘要:
利用基于条纹投影技术进行三维测量时,其相位提取精度直接决定着测量精度,而在实际测量中,由于待测物体存在一定反射率,因此相机拍摄到的结构光条纹在一些区域常会曝光过度,导致条纹相位产生高光误差,影响测量结果.本文分析了条纹投影技术中镜面反射光对相位提取精度的影响,提出了一种基于高动态范围图像(High Dynamic Range Image,HDRI)技术的高光误差补偿方法,可在不增加系统复杂度的前提下补偿高光误差,并针对金属工件表面三维形貌进行了测量实验验证,结果表明,在未消除高光误差时,测量高度整体向上平移15 mm,且在高光区域存在额外0～20 mm不等的测量误差,在使用HDRI技术后有效补偿了高光区域的相位误差,提高了金属工件三维测量的准确度.
空气夹层对车辆引擎盖温度场建模的影响研究
蔡伟, 姚瑞桥, 王振业, 黄坤阳
2018, 40(10): 979-987.
摘要 PDF免费下载(12)
摘要:
车辆引擎盖作为车辆发动机工作状态下,汽车上表面重要的红外特征识别部位,其温度场的研究对准确构建车辆整体的温度场和车辆的红外探测与识别均有着重要的意义.本文提出了一种车辆引擎盖温度场的建模方法.基于热平衡方程,对车辆引擎盖的传热进行分析推导,建立出引擎盖的温度分布模型和温度数值模型.并以实际实验的测量数据和环境情况为基础,设置模型仿真的边界条件.在仿真计算过程中,分别以不同类型的民用轿车引擎盖为对象,重点讨论并验证了引擎盖内部空气夹层对引擎盖模型计算结果的影响.研究结果表明,在引擎盖温度场建模和仿真计算过程中,空气夹层的存在对模型计算结果的准确性有着较大的影响.且车辆引擎盖越复杂,空气夹层对模型计算结果的准确性影响就越大.针对空气夹层的影响,本文提出一种分层的处理方法.对比实验和仿真结果,结果表明该方法较好地解决了空气夹层对模型计算结果的影响.
椭圆形排气系统红外辐射特征数值计算和模拟实验研究
孙旭, 吉洪湖, 李兆阳, 冯刚, 黄伟
2018, 40(10): 988-995.
摘要 PDF免费下载(11)
摘要:
通过数值计算和模拟实验研究了椭圆形排气系统的流动、传热和红外辐射特征分布,并与基准轴对称排气系统进行了比较.探测角在5°～20°内,椭圆形排气系统的红外积分辐射强度随着角度增大迅速降低,在20°～90°内,红外积分辐射强度降低速度变缓.与轴对称排气系统相比,在3～5μm波段,椭圆形排气系统红外积分辐射强度在0°方向降低了8.36％;在45°方向降幅最大,窄边探测面与宽边探测面分别降低了55.29％和56.76％;在90°方向,窄边探测面与宽边探测面分别降低了36.00％和5.80％.在8～14μm波段,椭圆形排气系统红外积分辐射强度在0°方向降低了14.76％;在45°方向降低幅度最大,窄边与宽边分别降低了36.98％和41.76％;在90°方向,窄边探测面与宽边探测面分别降低了18.18％和15.15％.结果表明,采用椭圆形排气系统,相比轴对称排气系统,强化了内涵高温燃气与外涵气体以及喷流与环境冷气的掺混,使得喷流温度衰减增强,高温核心区长度降到轴对称排气系统的43.1％,起到明显的红外抑制作用.
一种天地复杂背景下的红外弱小目标检测方法
宋敏敏, 王爽, 吕弢, 袁瑜键
2018, 40(10): 996-1001.
摘要 PDF免费下载(20)
摘要:
针对天地复杂背景下红外弱小目标的检测,提出了一种融合top-hat变换、边缘检测的新方法.首先将改进的top-hat变换应用于红外弱小目标图像,将图像中与目标特性相似的像素进行增强,并去除云层背景对目标的干扰,得到若干疑似目标的增强结果,并结合阈值分割方法对增强结果进行筛选,剔除大部分不符合弱小红外目标特性的背景干扰点.然后采用基于Canny算子的边缘提取方法对原始图像中的天地线进行检测,并以天地分割线作为先验知识,去除形态学滤波后所增强的地物背景中的疑似目标,得到最终的真实目标的检测结果.通过实验得出,本文所提出的方法对于天地背景下的弱小红外目标具有良好的检测效果.
基于双树复小波变换的自适应PCNN图像融合算法
杜进楷, 陈世国
2018, 40(10): 1002-1007.
摘要 PDF免费下载(10)
摘要:
本文针对传统离散小波变换(DWT)在图像融合中细节丢失的问题,提出了一种基于双树复小波变换(DT-CWT)的低频域区域能量取大和高频域自适应脉冲耦合神经网络(PCNN)图像融合算法(简称DC-SA-PCNN).实验结果显示,采用同样的融合规则,DT-CWT融合图像的互信息量MI、边缘保持度QAB/F、融合积MQ=MI×QAB/F均高于DWT融合图像,基于自适应PCNN算法获得的融合图像具有更优的MI、QAB/F、MQ指标.结果表明,DC-SA-PCNN算法有效地综合了红外图像和可见光图像中的信息,融合图像更加全面地携带了源图像中的有效信息特征.
基于OTSU和区域生长的电气设备多点故障分割
余成波, 曾亮, 张林
2018, 40(10): 1008-1012.
摘要 PDF免费下载(12)
摘要:
针对电气设备的红外图像背景复杂、信噪比低的特点,提出了一种基于OTSU和区域生长相结合的故障分割方法.首先,采用OTSU算法将故障红外图像分割为种子区域和背景区域,去除大面积背景的干扰;然后采用自动选取种子点的区域生长算法完整的分割出故障区域.试验结果表明该算法针对复杂背景的红外图像能有效地消除干扰,并能完整地提取出故障区域.
一种基于光谱角空间变换的高光谱图像分割方法
徐君, 王旭红, 杨勇, 王丽, 王彩铃
2018, 40(10): 1013-1018.
摘要 PDF免费下载(12)
摘要:
高光谱影像是一个三维的海量数据立方体,如果对高光谱图像直接进行分割,那么算法运算量会很大;如果对高光谱影像先进行数据降维再进行分割,则会损失图像的部分细节信息,影响分割效果.本文提出一种基于光谱角空间变换的高光谱图像分割方法,首先计算每个像元与其周围领域像元之间的光谱夹角,并把这些光谱角的值作为坐标值,将像元映射到一个低维空间中,计算低维空间中样本点到原点的距离并将其转换为灰度值,从而生成一幅突出了地物区块边缘信息的灰度图像.然后利用分水岭变换对生成的灰度图像进行分割,提取分割后各区块局部极小值点的光谱矢量,进行对比分析,将具有相似光谱矢量的区块合并,以解决分水岭变换的过分割问题.最后采用美国印第安纳州的AVIRIS高光谱数据对本文算法进行了验证和分析.实验结果表明,相比SVM、ECHO、SVMMSF等高光谱图像分割方法,本文方法能够获得更高的图像分割精度.
微光技术
微光像增强器信噪比校正测试方法研究
杨书宁, 拜晓锋, 贺英萍, 姚泽, 袁渊
2018, 40(10): 1019-1022.
摘要 PDF免费下载(26)
摘要:
信噪比是衡量微光像增强器的一个重要参数,它直接影响了微光整机的性能,因此,对像增强器的信噪比测试技术的研究具有重要意义.本文提出了一种微光像增强器信噪比校准测试方法,将经上一级计量机构校准过信噪比的像增强器作为校准管,通过校准管传递的方式,对微光像增强器信噪比测试设备进行校准测试,本文通过对此种方法的可行性以及产生误差进行分析,对3只像管5次测试的相对误差都在2％以内,测试结果更加精准,为微光像增强器的理论研究提供更加精确的数据支持.

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