中波红外

摘要： 为了满足现代军事装备中的侦查需求,提出了一种新型的红外共形成像光学系统,在消除光学头罩引入的复杂像差过程中,采用一对轴向移动的相位板来实现像差动态校正。给出了一个红外共形成像光学系统设计实例,其工作谱段为3.7μm~4.8μm,焦距为40mm,长径比为1.0,瞬时视场为2°,扫描视场为±15°。结果表明,在奈奎斯特频率17lp/mm处,各个扫描视场的调制传递函数均大于0.6,系统的光学传递函数接近衍射极限,各个扫描视场的弥散斑都小于30μm,适用于像元尺寸为30μm×30μm的中红外制冷型焦平面阵列探测器。该研究对于促进新型成像光学装备在军事领域中的进一步的发展、应用是有帮助的。

摘要： 文中设计采用面源黑体对大口径中波红外辐射特性测量系统进行辐射标定,通过改变探测器积分时间的方式提高系统红外辐射强度测量的动态范围,得到全系统基于积分时间变量的辐射标定公式。分析了探测器像元的饱和特性,得到了像元的饱和边界条件。边缘像元的动态范围相对于中心像元扩大近50%。在1~3 ms积分时间范围内,探测器像元响应灰度值的均方根误差相对响应灰度平均值小于0.5%。标定过程中,随着积分时间的增加,像元响应灰度值的均方根误差变大,在测量时要采用相应的方法进行校正。通过实验数据验证,辐射标定公式的计算相对误差小于3%。

摘要： 中波红外即3~5μm波段红外线,在大气中具有良好的透过率。中波红外探测器被广泛应用于红外制导、红外成像、气体检测分析、空间遥感等领域。为提高系统性能和增强探测器对各种恶劣工作环境的抵抗力,在光学窗口和薄膜表面常镀制高硬度薄膜进行保护。本文从硬质薄膜入手,阐述了中波红外减反射硬质薄膜的设计、材料选择及应用,根据不同材料体系总结了金属氧化物、氮化物、类金刚石及碳化物薄膜等常见中波红外波段硬质薄膜的光学、力学性能等,并概述了晶界强化、模量差理论、纳米复合材料等目前主要的薄膜硬度强化方法。

摘要： 森林防火的关键是通过火灾实时监测系统有效预测森林各区域的火灾风险。通过分析无人机在森林防火中的应用,提出了一种基于无人机的森林火灾实时监测中波红外相机系统。该系统的焦距为75 mm,工作波段为3.7~4.8 m,F数为2.0,可匹配像元尺寸为12 m×12 m的1280×1024元制冷型中波红外焦平面阵列探测器。在光学设计中采用3种红外光学材料(硅、硒化锌和锗)的组合,并引入3个偶次非球面。通过优化设计实现了光学被动无热化功能。设计结果表明,在-60~100°C温度范围内,空间频率41.7 lp/mm处各视场的调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)均大于或接近0.4,成像质量良好。这种中波红外系统的成像质量与分辨率高,视场范围大,具有宽温度范围的自适应性,结构紧凑且易装调,在森林防火领域有着广泛的应用前景。

摘要： 随着红外器件和成像技术的不断发展,各种夜视系统对百万像素的中波红外成像组件的需求越来越多.基于国产15 μm1 280×1024中波HgCdTe探测器,以探测器和杜瓦自身包络为基准,突破小体积、轻量化、一体化设计,研制出了紧凑型双FPGA处理平台的百万像素中波红外成像机芯组件,组件尺寸155mm×95mm×95mm,质量为1 400 g,支持SDI、Cameralink接口输出;在该平台上实现盲元替换、非均匀校正、降噪、细节增强、动态范围压缩、局部增强等实时图像处理算法,针对传统的红外成像算法提出了基于残差的非均匀校正算法与自适应局部增强算法,提升组件的成像性能.测试试验表明:组件实时输出分辨率为1280× 1024像素的高质量低噪声的红外图像,噪声等效温差(NETD)＜30mK,组件满足高温60°C,低温-40°C工作要求,组件所采用的改进处理算法,最终输出图像提升明显.

摘要： 高分四号遥感卫星能够获取全色、多光谱以及中波红外谱段的卫星影像.农作废弃物焚烧较大程度上影响了空气的质量,威胁人们的健康.农业废弃物焚烧所产生的雾霾、粉尘等汇聚到空气中形成气溶胶.气溶胶的厚度是测量空气质量的一项重要参数.高分四号遥感卫星所具有的空间范围大、获取卫星影像高效以及中波红外火点敏感的特点可较好地解决当前农业废弃物焚烧与雾霾监测能力不足的情况.本文对高分四号卫星数据进行分析与处理,进行了火点提取及气溶胶反演.

摘要： 为了实现对远距离民航飞机目标的探测、跟踪和测距,设计并研制了一套单光子激光与中波红外共口径探测光学系统.阐述了激光/红外共口径探测系统的工作原理和单光子激光测距原理,对目标辐射特性、系统作用距离及口径等进行了分析.采用R-C光学系统型式,通过次镜进行分色,实现激光和中波红外双波段光学系统的汇聚光路分色设计.在单光子激光光路中设置小孔光阑,通过仿真分析验证了小孔光阑的杂光抑制能力.通过高精度装调和视轴标定,激光/红外共口径探测系统具备良好的成像质量,中波光路实测调制传递函数达0.28(@20 lp/mm).利用原理样机完成了对民航飞机的外场探测实验,实验结果表明,该系统可实现对远距离民航飞机的有效探测和跟踪,探测距离达225 km以上,可满足航空、航天及地面探测领域对远距离目标的预警探测和测距需求.

摘要： 基于分子束外延(MBE)生长技术获得了高量子效率的InAs/GaSb T2SLs中波红外(MWIR)光电探测器结构材料,表现出了层状结构生长的光滑表面和出色的晶体结构均匀性.此超晶格中波红外探测器的50％截止波长约为5.5μm,峰值响应率为2.6 A/W,77 K下量子效率超过了80％,与碲镉汞的量子效率相当.在77 K,-50 mV偏压下的暗电流密度为1.8×10-6 A/cm2,最大电阻面积乘积(RA)(-50 mV偏压)为3.8×105Ω·cm2,峰值探测率达到了6.1×1012 cm Hz1/2/W.

摘要： 为适应机载光电系统对红外热像仪光学系统小型化、轻量化的要求,采用前端无焦扩展倍镜与后端连续变焦光学系统组合的方式,实现了30～660 mm的22倍连续变焦光学系统.该系统的光学总长为244 mm,总长/最大焦距比为0.37,系统具有光学总长小、变倍比大的特点,适用于远距离目标探测的大型机载光电吊舱系统中.将前端无焦扩展倍镜去掉后,后端连续变焦光学系统可以实现15～330 mm的22倍连续变焦光学系统,该系统的光学总长为138 mm,总长/最大焦距比为0.42,可作为独立的连续变焦系统应用于近距离目标探测的中小型机载光电吊舱系统中.设计结果显示,该系统在两种状态下均成像良好,在探测器对应的特征频率331p/mm处,中心视场的MTF值均在0.3附近,接近衍射极限,0.7视场的MTF值均在0.2附近,边缘视场的MTF均在0.15附近,能够满足应用需求.

摘要： 为满足小、远目标和空间目标的光学特性测量需求,提出以RC结构为设计基础,通过曲线方程和高斯公式确立反射式光学系统初始结构参数.为达到优化设计目的,结构中引入了二次成像中继镜组,解决了100％冷光阑效率问题.通过ZEMAX建立评价函数,仿真测试表明:设计完成的红外二次成像折反射式光学系统口径200 mm,焦距380 mm,结构紧凑简单,成像质量满足实际测量需求.

摘要： 测量大散布范围、快速、不发光小目标一直是光学观测设备的难题。这里选用大面阵中波红外探测器,采取凝视测量方式,合理设计观测设备参数,通过分析计算其作用距离、测角精度等,设计设备最优化布站,计算交会角、交会精度、覆盖范围等,论证了观测设备满足被测目标测量要求的可行性,得出结论:大面阵中波红外探测器可用于测量大散布范围、快速、不发光小目标。

摘要： 本文介绍了一种结构紧凑的中波红外双视场光学系统,采用320×240凝视型焦平面阵列探测器.光学系统F/数为4,交倍比为3∶1,宽视场为1.5°×1.1°,窄视场为4.5°×3.3°,系统出瞳与冷屏完全匹配,冷屏效率100﹪.该设计采用了巧妙的变倍形式使系统总长明显缩短;调焦、变倍和热补偿仅通过轴向移动一片透镜实现,简化了结构、电子设计;应用了非球面基底的衍射光学面以减少元件片数,并获得衍射限像质.所有设计与分析通过CODEV(ORA,USA)软件完成。

摘要： 根据目标在不同光谱波段下的光学特征设计了红外、可见双波段光学成像系统,论述了新型灵巧型双波段凝视数字侦察相机结构设计及特点,主要从扫描反射镜、光学设计和相机结构等几个方面介绍了相机光机设计内容及相应注意的问题。对相机内框进行了有限元分析,由有限元模性变形情况验证了内框架设计的合理性。相机切实可行的光机设计有效地保证了整个系统的性能指标和功能都能达到预期的要求。

摘要： 根据目标在不同光谱波段下的光学特征设计了红外、可见双波段光学成像系统,论述了新型灵巧型双波段凝视数字侦察相机结构设计及特点,主要从扫描反射镜、光学设计和相机结构等几个方面介绍了相机光机设计内容及相应注意的问题。对相机内框进行了有限元分析,由有限元模性变形情况验证了内框架设计的合理性。相机切实可行的光机设计有效地保证了整个系统的性能指标和功能都能达到预期的要求。

摘要： 根据目标在不同光谱波段下的光学特征设计了红外、可见双波段光学成像系统,论述了新型灵巧型双波段凝视数字侦察相机结构设计及特点,主要从扫描反射镜、光学设计和相机结构等几个方面介绍了相机光机设计内容及相应注意的问题。对相机内框进行了有限元分析,由有限元模性变形情况验证了内框架设计的合理性。相机切实可行的光机设计有效地保证了整个系统的性能指标和功能都能达到预期的要求。

摘要： 根据目标在不同光谱波段下的光学特征设计了红外、可见双波段光学成像系统,论述了新型灵巧型双波段凝视数字侦察相机结构设计及特点,主要从扫描反射镜、光学设计和相机结构等几个方面介绍了相机光机设计内容及相应注意的问题。对相机内框进行了有限元分析,由有限元模性变形情况验证了内框架设计的合理性。相机切实可行的光机设计有效地保证了整个系统的性能指标和功能都能达到预期的要求。

摘要： 根据目标在不同光谱波段下的光学特征设计了红外、可见双波段光学成像系统,论述了新型灵巧型双波段凝视数字侦察相机结构设计及特点,主要从扫描反射镜、光学设计和相机结构等几个方面介绍了相机光机设计内容及相应注意的问题。对相机内框进行了有限元分析,由有限元模性变形情况验证了内框架设计的合理性。相机切实可行的光机设计有效地保证了整个系统的性能指标和功能都能达到预期的要求。

摘要： 在第三代热成像技术已达实用化的今天,3-5μm凝视焦平面热成像技术受到引人注目的重视,其发展速度目前超过同规格的8-14μm热像仪.本文从对这两个红外波段的大气传输,背景限NETD值的计算、整机系统及应用等方面的比较入手,对3-5μm和8-14μm热像技术进行一些讨论,以说明3-5μm焦平面热像仪在第三代热成像技术发展中的重要地位.

摘要： 在第三代热成像技术已达实用化的今天,3-5μm凝视焦平面热成像技术受到引人注目的重视,其发展速度目前超过同规格的8-14μm热像仪.本文从对这两个红外波段的大气传输,背景限NETD值的计算、整机系统及应用等方面的比较入手,对3-5μm和8-14μm热像技术进行一些讨论,以说明3-5μm焦平面热像仪在第三代热成像技术发展中的重要地位.

摘要： 在第三代热成像技术已达实用化的今天,3-5μm凝视焦平面热成像技术受到引人注目的重视,其发展速度目前超过同规格的8-14μm热像仪.本文从对这两个红外波段的大气传输,背景限NETD值的计算、整机系统及应用等方面的比较入手,对3-5μm和8-14μm热像技术进行一些讨论,以说明3-5μm焦平面热像仪在第三代热成像技术发展中的重要地位.

摘要： 本发明提供一种可见光‑短波红外‑中波红外‑长波红外四波段光学系统，解决现有单一波段设备所能探测到信息有限，不能满足更全面更精确目标探测需求的问题。该系统包括主反射镜、次反射镜、第一折轴镜、第一分光镜、红外聚焦镜组、第二分光镜、可见光通道分系统、短波红外通道分系统、中波红外通道分系统和长波红外通道分系统；次反射镜将经主反射镜反射的光束分为两路，分别为可见光‑短波红外和中波红外‑长波红外光束；可见光‑短波红外光束经第一折轴镜、第一分光镜后分为两路分别进入可见光通道分系统和短波红外通道分系统；中波红外‑长波红外光束经红外聚焦镜组、第二分光镜后分为两路，分别进入中波红外通道分系统和长波红外通道分系统。

摘要： 本发明涉及一种硫系玻璃基底激光、中波红外、长波红外三谱段复合减反射薄膜及其制备方法，属于真空镀膜技术领域。本发明通过膜系设计、过渡层筛选及工艺优化等手段在硫系玻璃基底上实现1.064μm、3.7μm‑4.8μm及8μm‑12μm三谱段复合减反射薄膜制备。本发明两侧膜系为对称结构，两面的膜系结构基本形式均为：Sub/αH(βiMγiL)m/Air，其中H、M、L分别代表高折射率膜层、中折射率膜层和低折射率膜层，两侧膜层应力一致，有助于提高镀膜基片的面形质量及机械性能。

摘要： 本发明公开了一种具有中波红外截止功能的远红外光学薄膜窗口，该光学薄膜窗口以碲化铅(PbTe)和碘化铯(CsI)为高低折射率薄膜材料，在1‑2×10‑3Pa真空环境、180±2°C沉积温度下，采用阻蒸热蒸发沉积方法在CVD金刚石基底两侧分别沉积多层膜而成；该远红外光学薄膜窗口能够实现对中波红外5微米前的光波截止，截止后其平均透过率低于0.5％，对5‑50微米波段的光增透，平均透过率大于76.8％。本发明专利的远红外波段光学薄膜窗口可应用于深空探测、远红外目标识别和地球辐射探测等领域。

摘要： 本发明公开了一种可滤除二氧化碳红外吸收干扰的中波红外反射滤光薄膜，其中，该中波反射滤光薄膜结构针对不同基底有所不同，若为金属材料基底，则薄膜结构如下：Sub/x1M x2L x3H x4L x5H/Air；若为非金属材料基底，则薄膜结构如下：Sub/x1A x2H x3L x4H/Air；其中，Sub为基底，A为一层金属膜，H、M和L分别代表高折射率、中折射率和低折射率材料，Air为入射介质空气，x1‑x5分别代表每层膜的光学厚度系数，单位光学厚度为λ0/4，设计入射角度为45°。本发明将二氧化碳吸收滤除功能与反射镜相结合，有利于简化系统结构，设计出的膜系结构具有总厚度小、应力小、光学性能好的特点，在实际制备中对工艺要求较低。

摘要： 本发明涉及一种可见光、中波红外和长波红外共光路光学系统，在同一光轴上依次排列为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和分光镜；光学系统焦距120mm，光学系统F数4、工作波段0.55μm～0.75μm、3.7μm～4.8μm和7.5um～9.5um，像高6mm。采用透电视波段和红外波段的材料实现了电视和红外完全共用光路的光学系统，能够极大的减小系统体积、重量，在不同探测器前使用分光棱镜进行分光。该光路设计通过使用透宽波段的材料，实现了三波段完全共光路的设计，极大的减小了系统的空间体积，降低了装调的难度。

摘要： 本发明属于光学薄膜技术领域，具体涉及一种中波和红外波段的高效分光、在中波波段同步滤除二氧化碳红外辐射波长的分色元件及设计方法。该分色元件基于ZnS或ZnSe材料作为基底，可以将中波红外波段(3～5μm)以反射的方式分离，3.5～4.1μm反射率达到96％以上，4.4～4.7μm反射率达到90％以上，二氧化碳波长的反射率为10％以下；透射方向含有二氧化碳波长和长波红外波段(7.5～9.7μm)，7.5～9.7μm波段的透过率为97％以上。

摘要： 本发明提供一种可见光‑短波红外‑中波红外‑长波红外四波段光学系统，解决现有单一波段设备所能探测到信息有限，不能满足更全面更精确目标探测需求的问题。该系统包括主反射镜、次反射镜、第一折轴镜、第一分光镜、红外聚焦镜组、第二分光镜、可见光通道分系统、短波红外通道分系统、中波红外通道分系统和长波红外通道分系统；次反射镜将经主反射镜反射的光束分为两路，分别为可见光‑短波红外和中波红外‑长波红外光束；可见光‑短波红外光束经第一折轴镜、第一分光镜后分为两路分别进入可见光通道分系统和短波红外通道分系统；中波红外‑长波红外光束经红外聚焦镜组、第二分光镜后分为两路，分别进入中波红外通道分系统和长波红外通道分系统。

摘要： 本发明涉及旋转飞行体的姿态信息获取与处理技术领域，具体涉及一种中波红外和长波红外组合的交互式多模型姿态估计方法，包括研究中波和长波两个红外辐射波段在大气中的传播规律，建立双波段红外辐射姿态测试理论模型；优化双波段红外辐射传感器安装布阵，简化传感器安装条件，在不损失姿态解算精度的前提下，减少一轴红外传感器的使用数量；设计交互式多模型的融合姿态估计算法，根据双波段红外辐射在不同干扰影响下表现出的不同特征，改变模型概率密度函数，利用模型概率对解算结果进行加权处理，得到最终的姿态角估计信息；本发明有利于提高旋转飞行体红外辐射姿态测试方法的抗干扰能力，提高姿态解算精度。

摘要： 本发明涉及一种硫系玻璃基底激光、中波红外、长波红外三谱段复合减反射薄膜及其制备方法，属于真空镀膜技术领域。本发明通过膜系设计、过渡层筛选及工艺优化等手段在硫系玻璃基底上实现1.064μm、3.7μm‑4.8μm及8μm‑12μm三谱段复合减反射薄膜制备。本发明两侧膜系为对称结构，两面的膜系结构基本形式均为：Sub/αH(βiMγiL)m/Air，其中H、M、L分别代表高折射率膜层、中折射率膜层和低折射率膜层，两侧膜层应力一致，有助于提高镀膜基片的面形质量及机械性能。

摘要： 本发明涉及一种可见光、中波红外和长波红外共光路光学系统，在同一光轴上依次排列为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和分光镜；光学系统焦距120mm，光学系统F数4、工作波段0.55μm～0.75μm、3.7μm～4.8μm和7.5um～9.5um，像高6mm。采用透电视波段和红外波段的材料实现了电视和红外完全共用光路的光学系统，能够极大的减小系统体积、重量，在不同探测器前使用分光棱镜进行分光。该光路设计通过使用透宽波段的材料，实现了三波段完全共光路的设计，极大的减小了系统的空间体积，降低了装调的难度。