用于红外凝视成像系统的光学微扫描器
短波红外InGaAs探测器功能简析
红外线是波长介于微波与可见光之间的电磁波，波长在0.75～1000μm之间，其在军事、通讯、探测、医疗等方面有广泛的应用。
目前对红外线的分类还没有统一的标准，各个专业根据应用的需要，有着自己的一套分类体系。
一般使用者对红外线的分类为（1）近红外(NIR, IR-A DIN)：波长在0.75～1.4μm；（2）短波红外(SWIR, IR-B DIN)：波长在1.4～3μm；（3）中波红外(MWIR, IR-C DIN)：波长在3～8μm；（4）长波红外(LWIR, IR-C DIN)：波长在8～15μm；（5）远红外(FIR)：波长在15～1000μm。
根据Maxwell电磁方程，红外线在空气等物质内部和界面传播会发生吸收、反射和透射等，其中吸收是影响传播的最主要因素。
空气中的一些气体分子如CO2、H2O等有着与其物质分子结构相对应的特征吸收谱线，对某些波长的红外线产生强烈地吸收，而对另外一些红外线则不产生吸收，从而表现出很高的透射率。
大气中对红外辐射吸收比较少的波段称为“大气窗口”，主要包括三个：1～3μm，3～5μm，8～14μm，图1描述了红外线在大气中传播的透射曲线。
红外探测器从1800年英国W. Herschel发现红外线到现在已有二百多年历史。
人们通过不断地技术开发和创新，使红外应用从军事国防迅速朝着资源勘探、气象预报、环境监测、医学诊治、海洋研究等关系到国计民生的各个领域扩展。
在这些应用中红外探测又显得特别重要，因为要更好地研究红外线必须先对其进行探测。
理论上任何形态的物质只要在红外辐射作用下发生某种性质或物理量的变化，都可以被用来进行红外探测。
目前来说按照工作机理不同, 红外探测器常被分为热探测器和光子型探测器。
热探测器利用红外光的热效应及材料对温度的敏感性来测量红外辐射，其原理是热敏材料吸收红外光后温度升高，利用材料的温度敏感特性将温度的变化转变为电信号。
目前主要利用温差电效应、热释电效应、金属、气体等热胀冷缩现象、超导体在Tc附近升高温度电阻急剧变化等等。
凝视型红外光学系统中的冷反射现象
第35卷，增刊V bl．35Supp l em el l t红外与激光工程I nf溉d a nd L a ser E n gi n eer i ng2006年l O月0ct．2006凝视型红外光学系统中的冷反射现象张良(中航一集团洛阳电光设备研究所，河南洛阳471009)摘要：近年来随着红外技术的长足发展，各种红外装置已广泛的应用在国防、工业、医疗等领域．随着应用的推广，对红外光学系统提出了越来越高的要求，需要对红外系统本身做进一步的研究。
评价和计算这类红外光学系统的技术指标，最重要的是：系统的M TF；弥散斑；那喀索斯效应(N a rds sus e鼠ct，俗称冷反射现象)的评价．红外光学系统根据工作方式可分为扫描型和非扫描型(凝视型)。
根据一般的常识认为，非扫描型红外光学系统的冷反射效应可以通过系统的非均匀校正表消除，然而，实际的热成像设备总是工作在一定的振动环境下，在这种环境下，凝视型红外系统的冷反射现象就需要进行重新的评价．文中通过实例分析了凝视型红外系统中的冷反射现象以及控制方法。
关键词：红外技术；冷反射；光学系统：中图分类号：v448．21文献标识码：A文章编号：1007．227“2006)增B．O008．04N ar ci s s us ef l．ect i n s t a r i ng i nl．r ar ed opt i c al s ys t emZ H A N G L i aI l g(L uoy如g El∞昀．opti c“Equipm cn t R es ea r ch I n8H t t I t c of A V l C I，L∞y趴g47l009，chi哪A bs t r act：N ow adays，i n厅ar ed t ec l l n0109y i s邳l pl i e d i n m a n y f i el ds s uch as i ndus仃y m edi cal equi p m cnt and na t i ona l de fe ns e．T her ef or e，opt i ca l s ys t em m us t haV e ped’ect蛔age qual i哆In行ar ed叩ti cal s ys t em c an be sor t e d t o s c an t ype or st ar i ng t ype by w or k m ode．For ge ne ra l kno w l edg e，N ar ci s sus e日’ec t i Il no s can s yst em c an be el i m i na bl e by N U C．H o w eV e r，The t hem l aI equi p m ent m ay be ope ra t ed i n V i br at i on condi t i on．I n t hu s e nvi ronm e nt，N ar c i s s us ea’cct needs t o do a new l y eV a l ua t i on．Thi s a ni c l e des碰bes t he na rc i s sus eabct洫s蜥ng i n靠ar ed opt i ca l s ys t em，a nd a na l yz es i t by exam pl e．M or eoV％i t al s o舒V es t he m et h ods l o aV o i d t hi s ph％om enon．Fi l l al l y，i t l is ts m e si nm l a t i ng r esu l t s by叩t i cal de s i gn so脚are C oD E V．K ey w ords：I n行a re d t e chnol ogy；N ar c i s s us efr ect；opt i cal s)，s t emO引言近年来随着红外技术的长足发展，各种红外装置已广泛的应用在国防、工业、医疗等领域。
红外制导的发展趋势及其关键技术
红外制导的发展趋势及其关键技术赵超1，(1．中国航天科工集团第35研究所，北京100013；杨号22．海军驻阎良地区航空军事代表室，西安710089)摘要：在各种精确制导体制中，红外制导因其制导精度高、抗干扰能力强、隐蔽性好、效费比高等优点，在现代武器装备发展中占据着重要地位，综述了红外制导系统的发展历程、现状特点、未来趋势，为红外制导技术的研究开发提供有益参考。
首先介绍了红外制导系统的工作原理和发展历程，然后从现代作战需求出发分析了当前红外制导系统的7个发展方向，最后从探测器件、信息处理、结构设计、干扰对抗等方面分析了未来红外制导系统发展中所面临的5种关键技术等。
关键词：精确制导；红外制导；非制冷红外；红外成像；复合制导中图分类号：V448．13 文献标识码：AA survey on development trends and key technologiesof infrared guidance systemsZHAO Cha01，YANG Had(1．No．35 Institute ofCaSlC，蜥100013，Ol／na；2．NavyA蒯M／／／tary啪筋∞／nYan／／angArea，Xi’帆710089，Odna)Abstract： Among many kind of precise guidance systems．IR guidance system is playing a n10re and moreimportant rule in modem weapon system since it has the characteristics of hi曲precision，strong anti—interfer—ence capability and good benefit-cost ratio．The paper gives a brief survey on IR guidance system and tech—niques，involving its evolution history，developing trends，and critical techniques．First of all，working principlesand developing process of IR guidance system are explained．Then，the developing trends of modem IR guid—ance system are analyzed based on operational requirements．Finally。
EBCCD在凝视测距成像激光雷达中的应用
第36卷，增刊红外与激光工程2007年6月、，b1．36Suppl enl e ntI nh砒d and Las er Engi nee r i ng J u n．2()07EB C C D在凝视测距成像激光雷达中的应用杨文进，杜小平，赵继广，曾朝阳，王俏(装备指挥技术学院研究生管理大队，北京101416)摘要：微光成像器件在微弱光信号下仍具有较高的探测能力和优良的成像质量。
介绍了EB ccD 在激光主动照明测距成像中的新用途。
介绍了基于FM／cw测距原理的凝视测距成像激光雷达的基本原理，和系统基本结构。
这种体制激光成像雷达要求微光探测器必须能够实现短波红外微光探测和自混频解调距离信息的双重功能。
在对自混频解调实现数学模型简单分析的基础上，讨论了通过调制微光探测器响应度，实现外差混频解调的方法。
关键词：凝视激光成像雷达；FM／cw；微光成像器件；E B C C D；自混频中图分类号：TN958；TN206文献标识码：A文章编号：1007．2276(2007)增(器件)一0242．04A ppl i c at i on of EBC CD i n t he s t ar i ng r ange i m agi ng l as er r adarY A N G W色n-j i n，D U)(i a0一pi ng，Z H A O儿gua ng，Z E N G zl l ao—y锄g，W A N G Q i a o(Com pan y of Po s t gl硼uate M锄ag em e nt，A cad em y of Equi pn圮nt coⅡⅡn觚d＆1kt l no l o秭B刨i ng101416，china)A b s t r ac t：EBC CD ha V e per fe ct de慨t i ng abi nt y and i m a gi ng qual i t)r i Il10w1eV el l i g ht condi t i ons．Anew哪l l i cat i on of髓C C D i n t t le a ct i V e l as er i11um i nat i on r ange i I I l a gi ng i s i n们duced．，nlef r equency—m odulat i o“cont inuous w aV e r angi ng t l l eor y and t he1as er r ad ar ar cI l i t ec t ur e a r e pres e nt e d．Tl l i s哆pe of r ad ar r equi r es t he det ec t or t o pos s es s t he f u nct i o n of shor t w aV e i nfr a red det e ct i on as w eU as m e s el f二m i xi ng dem odul撕on t o e x t r ac t r ange i nfom at i on．on t he pres ent of t l le m at hem a t i cal m odel of s el f-m i xi ng，t he s el f—I Il i xi ngdem o血l at i on by m odul at i ng m e r espons i bi H t y of t he l ow—l i ght l e V e l de眦t ori s di scuss ed．K e y w ords：St a血g i m a gi ng l a se r r adar；FM，C W；Low—l evel—i I I l agi ng deV i c e；E B C C D；Sel f二l I l i xi ngO引言微光成像器件(EB ccD)是在像增强器中，用对电子灵敏的背照式电荷耦合器件(B CC D)代替了通常的荧光屏，从而将象增强器和C C D集成。
红外凝视成像系统中的光学微扫描技术
红外 凝视 成 像 系统 中的光 学微 扫 描 技 术
吴 新社， 毅 蔡
（ 昆明物 理研 究所 ， 云南 昆明 ６ ０ ２ ） ５ ２３ 摘 要 ： 要介 绍 了国内外微扫描技术研 究情况， 简 讨论 了用 于凝 视焦平面探测器 的微扫描技 术原理和 分类 ， 按伺服 电 机驱动和压 电陶瓷驱 动两种 形式 ， 分析 了微 扫描 技术 的原理 、 构和 信 号读 出方式 ， 后 总结 了微 扫描 技 术 的优 结 最
引 言
随着 凝 视 型 红外 焦 平 面 探 测 器 的发 展 ， 扫 描 微 技 术 的重要 性 逐渐 显现 ． 通过 微 扫描技 术 ， 以在 不 可
寸 ， 些 因素共 同 作用 使得 探 测 器 的制 造 成 本 居 高 这
不下． 其次 ， 红外成像 系统工作在波长较长的红外波
段 （ ～１ １ ， １ ２￣ ｍ） 在光 学 系 统 的 ｆ＃ 确 定 的情 况 下 ， ／数 波 长越 长衍 射 光斑越 大 ， 从这 一 点来 看 ， 即使 探测 器 制 造 水平很 高 也 不 可能 做 出分 辨 力 很 高 的探 测 器 ， 因为探 测 器 设 计 的 首 先 要 保 证 热 灵 敏 度 （ 测 距 探 离 ）然 后 才考 虑分 辨力 ． ３ 探 测 器结 构 决定 了它 ， 第 ，
颈． 辨力 高低 主要 受 探 测 器制 造 成 本 和 光 学 衍 射 分 极 限的 限制 ， 还与 红 外 焦 平 面探 测 器 的器 件 结 构 有 关． 先 ， 首 目前 虽然 可 以做 出大 规模 的红 外焦 平 面探 测器 ， 但是 成本 很 高 ， 价 比低 ， 因是 制 备 大 尺 寸 性 原 均匀性 好 的红 外 晶体 材料 很 困难 ， 以满 足 使 用 要 难 求 ， 测 器制作 工 艺水 平还 不完 美 ， 探 与之 相连 的采 用 平面 工艺 制 造 的 读 出 电路 的性 能 也 受 制 于 平 面 尺
像旋扫描在红外成像系统中的应用研究
并将 需要 的物 方 总视场 作 为像 方 的扫描 视 场 。 通过像方扫描使 焦平面分 时复 用， 可在 一定程度
上解 决长 焦高 分辨 和搜 索大 视场 之 间 的矛 盾 ， 同时还 可 以简化结构 。 １９ 年 ，德 国 Ｂ Ｔ公 司 ９８ Ｇ
收稿 日期 ：２１ ０ ２ ０１ ７２ — 作者 简介 ：邓键 （ ７一 ，男 ，重庆 人 ，高级 工程 师 ，博 士 ，主 要研 究方 向为 光 学 系 统 的设 计 、装 调 和 检 测 。 １６ ９ ）
变 为 动 的像 ，如 图 １所 示 ） 。当 旋 转 １０ ８。或 ２０ ７。
本 文根据 该专利 的扫描原 理 ，综 合 Ｂ Ｔ公 Ｇ 司 的二次 成像 方 案，在 工程 运 用 的基础 上建 立 了一个 设计模 型 。 针对 致冷型 中波 红外探测 器，
我 们 对 包 括 光 学 被 动 消 热 差 和 冷 光 阑 匹 配 在 内
０ 引 言
就致 冷 型红 外光 学 系统 而 言 ，由于像 素 较
向支 架上 。有 一种 新 的解 决 思路 是进 行 像方 扫 描， 即将探 测器对 应 的光学视 场作 为瞬 时视 场 ，
少且 受冷 指 等物 理 因素 的 限制 ，若 要调 和 长焦 高分 辨和 搜 索大 视场 之 间的矛 盾 ，则需 要 采 用 专 门的物 方 扫描 镜 ，或者 将光 学 系 统安 装 在万
ｆ ｌ ａ ｃ ｅ ｕｌ ｍ ｔ ｈ ｄ． Ｉ ｄｄ ｔｏ ｙ ｎ ａ ｉｉ ｎ，ｔ ｎ ｕ ｅ ｔ ｍ ａ ｉ ｕ ｌ ｙ ａ ｆ ｒ ｎ ｅ ｐ ｒ ｔ ｒ ｓ ａ ｓｖ ｐ ｉ ａ ｏ ｅ ｓ ｒ ｈｅ ｉ ｇ ｎｇ ｑ ａ ｉ ｔ ｄｉ ｅ ｅ ｔ ｔ ｍ ｅ ａ ｕ ｅ ，ａ ｐ ｓ ｉ ｅ ｏ ｔｃ ｌ ｔ ａ ｈ ｒ ｌｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｓ ｕ ｅ ｔ ｅ ｍａ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｉ ｓ ｄ．Ｔｈ ｄ ｌ ｈ ｓ ａ ｒ ｌ ｔｖ ｐｅ ｔ ｒ ｆ １： ．ａ ｗａ ｅ ｅ ｇ ｈ ｏ ． ｍ ｏ ４ ８ ｅ ｍｏ ｅ ａ ｅ ａ ｉ ｅ ａ ｒ ｕ ｅ ｏ ３ ｖ ｌ ｎ ｔ ｆ ３ ７ ｇ ｔ ．
紧凑型大变倍比中波红外连续变焦光学系统设计
紧凑型大变倍比中波红外连续变焦光学系统设计顾宪松【摘要】针对致冷型中波红外640×512凝视型焦平面探测器,设计了一个30×连续变焦光学系统.介绍了由无后固定组的变焦物镜组和中继透镜组组成的连续变焦系统的设计思路,不仅给出了系统在短焦、中焦、长焦3个位置的像质情况,还分析了反映全焦距范围内像质的离焦量和畸变.实验结果表明:该系统工作波段3.7μm～4.8 μm,可以实现18 mm～540 mm连续变焦,全焦距范围内的离焦量都在焦深以内,长焦段最大畸变接近于0,短焦段最大畸变小于3％.该系统具有大变倍比、结构紧凑、变焦轨迹平滑、变焦行程短等优点,可用于红外光电探测和跟踪系统.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2019(040)001【总页数】6页(P33-38)【关键词】光学设计;中波红外;连续变焦系统;大变倍比【作者】顾宪松【作者单位】北京理工大学光电成像技术与系统教育部重点实验室,北京100081【正文语种】中文【中图分类】TN216引言红外变焦成像系统分为连续变焦和定档变焦两种。
由于定档变焦两个视场间的倍率大于4倍时观瞄切换容易丢失目标，而连续变焦则不会丢失目标[1-3]。
因此，目前的大变倍比红外光学系统大多采用连续变焦的形式。
国外，Yoram[4]等人利用三组元变焦原理、三次成像结构设计了一款30倍连续变焦光学系统。
国内江伦[7]等也设计了一款高变倍比红外镜头。
这两款的特点是采用多组元变焦系统结构以缩短单组行程。
许照东[5]等设计了一款针对GMT 640×512元，面元间隔15 μm，F数3，焦距14 mm～280 mm的中波红外连续变倍光学系统。
周昊[6]等人也设计了一款25倍的中波红外连续变焦系统。
这两款的特点是，进行合理的结构选型的同时设置较小的长焦焦距[5-6]以减小动组行程，使用2片反射镜折转光路[5-6,8]，优化系统尺寸。
作者针对目前国内已有大变倍比红外连续变焦系统多需要折转光路以压缩长度，结构形式较复杂的情况，设计了一个可应用于致冷型中波红外640×512凝视型焦平面探测器，具有恒定F数的30倍连续变焦光学系统。
红外凝视系统中的微扫描技术研究
ｓ ｌ ｈ ｗ ｔ ｅ ｔｃ ｎ ｑ ｅ ｏ ｃ ｏ ｓ ａ ｎ ｎ ａ ｆ ｃ ｉｅ ｙｒ ｄ ｃ ｅ ｓ ｅ ｔ ｍ ｌ ｓｎ ｆ ｃ ｎ ｕ ｔ ｓ ｏ ｈ ｉ ｕ ｆｍｉｒ ｃ ｎ ｉ ｇ ｃ ｎ ｅｆ ｔ ｌ ｅ ｕ ｅ ｔ ｐ ｃ ｕ ａ ｉ ｉ ｇ ｅｆ ｔａ ｄ ｓ ｈ ｅ ｅ ｖ ｈ ｒ ａ ｅ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｉｒ － ｃ ｎ ｎｇ Ｔｅ ｈｎ ｑ ｎ Ｉ ｆ ａ ｅ Ｓｔ ｉ ｙ ｔ ｍ ｓ ｓ ａ ｃ ｎ Ｍ ｃ ｏ— ｓ ａ ｎｉ ｃ ｉ ｕｅ ｉ ｎ ｒ ｒ ｄ ａｒｎｇ Ｓ ｓ ｅ
ＱＵ Ｙａ ｌ ｇ Ｌ ｏ ｇ－ ｕ Ｚ ＮＧ ｉｇ ｎ— ｉ ， Ｕ Ｙ ｎ ｊｎ， ＨＡ ｎ Ｐｎ ，ＷＡ ＮＧ ｉ ｍｅ， ＡＮ Ｓ ｏ Ｌ — ｉＧＵ ｈ ｕ—ｈ ａ ｕ
红 外 凝 视 系统 中 的 微 扫 描 技 术 研 究
曲艳 玲 ， 永 军 ， 芦 张 萍 ， 丽梅 ， 寿华 王 关
（ 大连 民族 学院 物理 与材 料 工程 学 院 ， 宁 大连 １６ ０ ） 辽 １６５
摘 要 ： 细介 绍了微扫描的原理 ， 详 在对微扫描成像性能 的评价 过程 中引入 了像素传递 函数 的概 念 ， 给 并
且 像 元 减 小会 带 来 灵 敏 度 的 降 低 和 信 噪 比 的 减
它可 以穿 透 浓 烟 、 雾 、 夜 、 浓 黑 伪装 等识 别 一 定 的
目标 ， 且 可 以提 供 ２ 而 ４ｈ全 天候 的服 务 。 由于红
外 成 像 系 统 本 身 的 特 点 ， 在 战 略 预 警 、 术 报 它 战 警 、 察 、 瞄、 航 、 导、 感 、 象 、 学、 侦 观 导 制 遥 气 医 搜 救 、 林 防火 、 森 冶金 和科 学研 究 等 军事 和 民用 的许
激光扫描器的工作原理
激光扫描器的工作原理
激光扫描器是一种利用激光束进行图像扫描的设备。
它的工作原理如下：
1. 发射激光束：激光扫描器会发射一束高能激光束，一般是由一个激光二极管发出的。
这束激光经过透镜进行聚焦，形成一个细小的、强度较高的光点。
2. 扫描器的移动：激光扫描器通常使用一个马达控制镜片或镜筒的移动。
这个马达可以使镜片或镜筒沿着水平或垂直方向移动，也可以同时进行两个方向的移动。
3. 激光束的反射和收集：当激光束照射到待扫描的表面时，它会被表面反射回来。
反射回来的激光会被激光扫描器的光电二极管（或其他光电传感器）所接收。
4. 记录反射光的位置信息：激光束的反射光会与光电传感器相交，产生一个电子信号。
根据接收到的电子信号，激光扫描器可以确定反射光的位置信息。
5. 生成图像：通过不断移动激光扫描器和记录反射光的位置信息，可以逐点地扫描整个图像区域。
最终，激光扫描器会将这些位置信息转化为数字信号，生成一幅完整的图像。
总的来说，激光扫描器的工作原理是通过发射激光束、移动激光器和记录反射光的位置信息来实现图像的扫描和生成。
这种
技术在许多领域都有广泛的应用，如文档扫描、医学影像、三维建模等。
红外热像仪原理、主要参数和应用
红外热像仪原理、主要参数和应用红外热像仪原理、主要参数和应用1. 红外线发现与分布1672年人们发现太阳光(白光)是由各种颜色的光复合而成的。
当时，牛顿做出了单色光在性质上比白光跟简单的著名结论。
我们用分光棱镜可把太阳光(白光)分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等单色光。
1800年英国物理学家赫胥尔从热的观点来研究各色光时，发现了红外线。
红外线的发现标志着人类对自然的又一个飞跃。
随着对红外线的的不断探索与研究，已形成红外技术这个专门学科领域。
红外线的波长在0.76--100μM之间,按波长的范围可分为近红外、中红外、远红外、极远红外四类，它在电磁波连续频谱中的位置是处于无线电波与可见光之间的区域。
红外线辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射，它是基于任何物体在常规环境下都会产生自身的分子和原子无规则的运动，并不停地辐射出热红外能量，分子和原子的运动愈剧烈，辐射的能量愈大，反之，辐射的能量愈小。
温度在绝对零度以上的物体，都会因自身的分子运动而辐射出红外线。
通过红外探测器将物体辐射的功率信号转换成电信号，成像装置的输出的就可以完全一一对应地模拟扫描物体表面温度的空间分布，经电子系统处理后传至显示屏上，得到与物体表面热分布相应的热像图。
运用这一方法，便能实现对目标进行远距离热状态图像成像和测温并进行分析判断。
2. 红外热像仪的原理红外热像仪是利用红外探测器、光学成像物镜和光机扫描系统(目前先进的焦平面技术则省去了光机扫描系统)接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元上，在光学系统和红外探测器之间，有一个光机扫描机构(焦平面热像仪无此机构)对被测物体的红外热像仪进行扫描，并聚焦在单元或分光探测器上，由探测器将红外辐射能转换电信号，经放大处理、转换为标准视频信号通过电视屏或监测器显示红外热像图。
这种热像图与物体表面的分布场相对应；实际上是被测目标物体各部分红外辐射的热像分布图由于信号非常弱，与可见光相比缺少层次和立体感，因此，在实际动作过程中为更有效地判断被测目标的红外热场，常采用一些辅助措施来增加仪器的实用功能，如图像亮度、对比度的控制，实际校正，伪色彩描绘等高线和直方进行运算、打印等。
基于Vega的某凝视型红外热成像系统仿真研究
第9卷 第24期 2009年12月167121819(2009)2427382204 科 学 技 术 与 工 程Science Technol ogy and Engineering Vol 19 No 124 Dec .2009Ζ 2009 Sci 1Tech 1Engng 1基于Vega 的某凝视型红外热成像系统仿真研究严文科 何永强 董 伟(中国人民解放军军械工程学院光学与电子工程系,石家庄050003)摘 要 基于Vega 软件的红外仿真模块,结合凝视型热成像系统的具体成像原理,介绍了红外仿真的基本思路,分析了Sen 2s or W orks 模块的理论基础,把模块模型分解为调制传递函数模型和噪声模型;给出了具体的仿真结果。
关键词 凝视型红外热成像系统 Sens or W orks 模块 调制传递函数模型 噪声模型中图法分类号 TP391.9; 文献标志码 A2009年8月14日收到第一作者简介:严文科(1985—),男,汉族,河南省周口市人,硕士研究生,研究方向:虚拟仪器技术与应用。
凝视型热成像系统具有把系统的热灵敏度提高到单元探测器的(n H n V )1/2倍,最大限度地发挥探测器快速响应特性的优点[1],因此被广泛用于夜间观察、搜索跟踪、测试测量等方面。
该系统的核心部件就是凝视型红外焦平面阵列。
结合光学系统的结构和红外热辐射的基本原理,建立了辐射传输模型和光学系统模型,采用了Multigen 公司的Mul 2tigen Vega 软件中的红外传感器仿真模块Sens or V i 2si on 和Sens or W orks,重点研究该红外成像系统的仿真成像。
1 目标和环境辐射特性建立Sens or V isi on 模块通过确定大气状态、大气窗口、背景反射、太阳/月亮的反射、路径传输等要素来建立目标和背景的红外热辐射模型。
1.1 建立大气传输数据库Vega 软件提供一个大气数据库工具MAT (MO 2S ART ),它能根据经纬度、季节、时间、气象条件、观察角度、观察高度等要素来生成各种材料在设定条件下的辐射特性曲线。
哈工大空间面阵红外凝视相机通过在轨试验
２ １ ３ ０ １ ０ １． ２． ０
哈工大空 间面阵红外凝视相机通过在轨试验
据 《 科学时 报》 ２ １ ０ ０年 １ ２月 １ ３日报道 ，由哈尔滨工业大 学空 间光学工 程研究 中心研制 的空 间面阵红外 凝视 相 机近 日通过在 轨试验。试验结果 表明，国产器件 在空 间试验 中性能 可靠 ，可以替代进 口器件 。 红外凝 视相 机是哈工大 负责研制 的 “ 试验三号卫 星”的重 要载荷之 ，也是我 国首 台具 有 自主知识 产权的在 轨运行
铝 合金 和碳纤维 的相机组合基板 ，解 决了相机 结构之 间导热、绝热及轻 型化 、高刚度等 集成 『题 。 口 ｊ
该相机 的研制 成功为 国产 新型制冷机和 红外焦平面红 外探测器 的实际空间应用 提供 了基础 试验数据和技 术支撑 ，为 小型空间红外凝视 相机和空 间用元器件 、原材料 的国产化 奠定 了基 础。 该红外 相机 不仅 可实现在 轨凝视成像任 务，同时可监测 、调整制 冷机、探 测器在轨 的实际工作状 态，相当于一个 微 小型的空间实验室 。 红外凝视相 机可广泛应用 于红外遥感 、地质 勘察 、火 灾预警 、气象预报 等领域 ，对提高 我国空 间红外遥感 的能力 和 水平具 有重大和深远 的意义。
・展示我国光学制 造业发展成就
・与终端用户 Ｃ Ｏ Ｅ ／技术总监 ／ 研发技术人员等互动交流，深入探讨行业热点话题
・光 电行 业各丰流媒体持 续宣传报 导，有效扩大论 坛和参会 企业的 品牌 、行业影响 力
四 、论 坛 主 题
１ 精密光学 加工技术：非球面 光学加工技术发 展趋势；光学镜 片加工设备 的发 展；热压成型 非球 面镜 片技 术普及化 ． 的瓶颈 ；光 学热压模具 设计 与研究 ；热 压成型加工 设备发 展趋势；精密模 压成型玻 璃材料 新发展 ； 自由 曲面光 学的超精 密加工 技术；纳米级超 精密 切削 加工 技术；光学 薄膜技术 最新发展 ；中国光学冷 加工产 业 市场前 景；超快光 学在生物 医 学、 自然科学及工 业中的应用 。
基于凝视成像探测器的平板调制式微扫描器设计
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第３ ６卷 第 ｌ 期
ＶＯ ．６ Ｎｏ １ １ ． ３
红 外 与 激 光 工 程
Ｉ ｆａ ｅ ｎ ｓ ｒ ｇｎ ｅｉｇ ｎ ｒｒ ｄａ ｄＬａ ｅ ｉ ｅ ｒｎ Ｅｎ
２０ ０ ７年 ２月
Ｆｅ ｂ．２ ｏｏ７
基 于 凝 视 成 像 探 测 器 的 平 板 调 制 式 微 扫 描 器 设 计
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０ 引 言
光 电成像技 术 在军 事 、 医疗 、 工业 、 全等 众 多领 安 域 具有 重要 的应 用 价值 。 电成像 探 测器 单元 的几何 光 尺寸 以及探 测 器 阵列 占空 比小 于 １的空 间 布局 ， 将引
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红外系统中的扫描型和凝视型FPA
<综述与评论>红外系统中的扫描型和凝视型FPAΞ王春勇(北京理工大学光电工程系,北京100081)摘要: 红外探测器是红外系统的核心器件,第二代红外探测器就是FPA。
由于红外系统的任务和FPA 的特点、技术、价格等原因,FPA的发展既有与IC发展类似的规律,又有其自身发展的特殊性。
通过对制冷的扫描型和凝视型FPA的分析和比较,认为在今后FPA的发展中,这两种FPA将并行发展。
关键词: 红外系统; 扫描FPA; 凝视FPA中图分类号:T N216 文献标识码:A 文章编号:100128891(2003)0120001205引言第一代红外探测器的功能只是将红外辐射信号转换成电信号,对信号的进一步处理是在杜瓦之外完成的。
在第二代红外探测器中,增加了ROIC(信号读出集成电路)。
ROIC与探测器列阵互连在一起,并同时集成在杜瓦中。
ROIC的增加,使红外探测器技术发生了巨大的变化,构成FPA。
FPA有以下特点:1)通过ROIC多路传输,将探测器列阵的信号从空域变到时域,极大地减少了封装所需的电极引线数量,这就可在一个芯片上制造数量高达百万元以上的探测器列阵,使红外凝视成像成为现实,同时制冷的负担与第一代多元红外探测相当。
2)现在的ROIC已经不仅仅是一个多路传输器了,而是具有多种功能的、复杂的信号处理电路,如具有T DI(时间延迟积分),信号分割、撇除,缺陷元剔除,探测元性能优化,增益控制,改变扫描方向,视窗,变帧频等功能。
可以预见,随IC技术的发展,将会有更多的信号处理功能被集成在ROIC中,甚至可以将热成像系统所需的所有信号处理电路集成在ROIC中。
简言之, FPA最大的特征是实现了电信号的原位处理。
从这个意义上讲,SPRITE探测器具有原位T DI功能,可看成是一种简单的FPA。
FPA是在与其紧密联系的IC技术基础上发展起来的,因此与IC有类似的发展规律,如从线列发展到面阵,从短线列发展到长线列、超长线列,从小面阵发展到大面阵、超大面阵等。
凝视型红外成像导引头光学头罩曲率半径计算
林森 常虹 魏小林
（北京航天计量测试技术研究所）
摘 要：红外导引头光学头罩与红外成像镜头共同组成导引头光学系统，将目标景物成像在探测器上。由于光
学头罩外表面涂镀保护膜层，使其透过率降低。反射率增高。因此，头罩作为光学系统的一部分会带来较严重的冷反射， 必须进行冷反射分析。本文分析了一次成像红外导引头球形头罩对光学系统的影响，从分析冷反射的角度计算并给出头 罩曲率半径合理的取值。
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３４７
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图４ ７８ｍｍ头罩冷反射仿真结果
Ｓｅｃｏｎｄ Ｆｏｒｕｍ ｆｏｒ Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ＆Ｍｅａｓｕ陀ｍｅｎｔ ａｎｄ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ ＤｅｖｅＩｏｐｍｅｎｔ
如图４所示，探测器焦平面上冷反射像已完全被弥散，表明增大ＹＮＩ值对冷反射弥散效果明显。
５结论
本文通过对影响冷反射的重要参数ＹＮＩ值的分析，从降低冷反射的角度计算球形光学头罩前后表面曲 率半径的合理取值，并经过试验验证，优化曲率半径后的光学头罩能够起到抑制冷反射的作用。
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的光学微扫描 器 介 绍 了新型压 电驱动器和扫描 器的工作 原理 ，测试 了扫描 器的频 响特 性。采 用软件补偿 和 串联硬件 陷波器相结合 的 开环控 制方 法 ．补偿 压 电陶瓷迟滞效 应和抑 制机械 谐振 ，加控 制器后 的 １０Ｈ 三 ０ ｚ
角波 扫描 非 线 性 度从 ６ ％减 小 到 了 １ ．提 高 了扫 描 线性 度 ，实现 了高频 三 角 波 扫 描 。 ％ 关键 词 ：微 光 学扫 描 器 ，位 移放 大 压 电 驱 动 器 ：迟 滞 效 应 ；机 械 谐 振 ；迟 滞 补 偿 器 ； 陷 波 器 中 图分 类 号 ：Ｔ ２ ５ Ｎ １ 文 献标 识 码 ：Ａ
ＷＵ Ｘｎ， Ｈ Ｎ Ｓ— ａ ， Ｉ ｉ Ｘ Ｏ Ｇ Ｘ ａ－ ａｇ Ｃ Ｅ ｉ ｉ Ｃ Ｅ ｉｈ ｉ Ｑ Ｕ Ｌ ， Ｉ Ｎ ｉ ｇｎ Ｈ Ｎ Ｗｅ ｏ ，
（． ｏ ｅｅ ｆＯ ｔ ｌｃ ｏ ｉ Ｓ ｉ ｃ ｎ ｎｉｅｒ ｇ １ Ｃ ｌ ｇ ｐｏ ｅｔ ｎ ｃ ｎｅａｄＥ ｇｎｅｉ ， ｌ ｏ ｅ ｒ ｃ ｅ ｎ
Ｈｕｚ ｏｇＵ ｉ ｒｔ ｏ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏｏｙ Ｗｕ ａ ３ ０４ Ｃ ｉ ； ａｈ ｎ ｎ ｅｓｙ ｆＳ ｅ ｅａ ｄＴｃｎ ｌ ， ｈｎ４ ０ ７， ｈｎ ｖ ｉ ｃ ｎ ｇ ａ
２ Ｗｕ ａ ａｉ ａ Ｌ ｂ ｒ ｏ ｒ ｐｏｌ ｔ ｎｃ ． ｈ ｎ ｔ ｎｌ ａｏａ ｏｆ ｔ ｅ ｒ ｉ Ｗｕ ａ ３ ０ ４ Ｃ ｉａ Ｎ ｏ ｔ ｏ ｏ ｅ ｃ ｏ ｓ ｈｎ４ ０ ７ ． ｈｎ ，
第２卷 ７
第 １ 期 １
Ｖｏ． ７ Ｎｏ 】 １ ２ ．１
文章 编号 ：０ ７ １８ （０ ０１－ ０பைடு நூலகம்９ Ｏ １０ — ０２ １）１ ０ ９ 一 ６ １
用于红外凝视成像 系统 的光学微 扫描器
吴 鑫 ，陈 四 海 ， 力 ，仇 一 ，熊 小 刚 陈 巍 ，
（． 中科技 大学 光电子科 学与工程 学院， １华 湖北 武汉 （． ２ 武汉光 电国家实验 室， 湖北 武汉 ４０７ ； ３ ０ ４ ４ ０ ７ ； ３ 烟 台睿创微 纳技 术有限公 司， ３ ０４ ． 山东 烟 台 ２４ ０ ） ６０ ６
摘
要 ： 空 间分 辨 力不 足 限制 了凝 视 型 红 外 焦 平 面探 测 器的 发展 ，微 扫 描 技 术 可 以在 不 降低 探 测 器 热 灵敏 度
的前 提 下提 高成 像 系统 的 空 间分 辨 力 ． 同时 可 以扩 大 成像 系统 的 视 场 。 为 此 设 计 了一种 基 于新 型 压 电 驱 动 器