长波红外

摘要： 数字微镜阵列(DMD)作为空间调制元件常用于投影光学系统,入射光为长波红外时产生的衍射效应会影响进入系统的能量分布,该文主要讨论光源入射角度对衍射效应的影响,将DMD作为闪耀光栅模型,研究其在长波红外波段产生的衍射效应。从光程差的角度分析在主、副对角线分别处于“开态”情况下的衍射效应,发现衍射效应与入射角度有关;将DMD作为闪耀光栅模型,采用矢量衍射理论计算7.7μm~9.5μm波段下DMD处于“开态”下的衍射效率。计算结果表明:当TM偏振光以44°角照射时,1级衍射达到闪耀状态,衍射效率可达到70%。

摘要： 随着红外探测器技术不断发展和进步,长波红外成像向大相对孔径和大面阵发展。本文设计了一款用于1024×768@12mm大面阵,F/#=0.8的大相对孔径长波红外镜头。基于不同红外材料的温度特性以及光学被动消热差理论,此镜头采用3种红外材料组合设计和四面非球面矫正像差设计,满足了各视场的点列图及MTF曲线在-40°C~60°C温度范围内变化不大的无热化要求。该镜头具有光通量高、结构紧凑、工艺性较佳等优点。可用于车载辅助驾驶仪、机载吊舱等领域的态势感知。

摘要： 提出一种适用于长波红外波段的二维偏振无关亚波长光栅结构。利用对称二维结构消除一维光栅的偏振相关性,增加光通量。提出光栅优化评价函数,将光栅结构参数优化转化为路径寻优问题。最后利用蚁群算法求解最优光栅结构参数。仿真结果表明,提出的二维多层结构在10∼13μm波段具有偏振无关、窄周期、窄带宽、低旁带的优点。提出的优化设计方法收敛速度快,优化后的光谱曲线横电波(TE)和横磁波(TM)偏振方向透射率均达到70%,带宽260 nm。

摘要： 本文提出一种对飞行中的飞机蒙皮进行辐射测量和温度反演的方法.首先建立蒙皮辐射模型、大气传输模型和绝对辐射校正模型,然后推导出温度反演的公式,使用逐次逼近法计算蒙皮温度.在理论分析的基础上,使用8～12μm的宽波段长波红外相机进行试验验证和温度反演,对反演温度的不确定度计算并进行修约,得到5 km飞行高度的民航飞机蒙皮温度的修约结果为268 K,修约不确定度为4 K,修约相对不确定度为1.49％.论文研究工作对获取飞机目标红外辐射特性有重要参考价值.

摘要： InAs/GaSb Ⅱ类超晶格材料是第三代红外焦平面探测器的优选材料.报道了一种面阵规模为320×256、像元中心距为30μm的InAs/GaSb Ⅱ类超晶格长波红外焦平面器件.在77 K时,该器件的平均峰值探测率为7.6×1010 cm·Hz1/2·W-1,盲元率为1.46％,响应非均匀性为7.55％,噪声等效温差(Noise Equivalent Temperature Difference,NETD)为25.5 mK.经计算可知,这种器件的峰值量子效率为26.2％,50％截止波长为9.1 μm.最后对该器件进行了成像演示.结果 表明,该研究为后续的相关器件研制奠定了基础.

摘要： 为解决现有的共孔径双波段相机成像质量差、结构复杂、体积庞大的问题,提出了一种可见/长波红外双色光学系统设计。在两个波段共用前端反射结构、主镜背部加分色镜,实现了可见光与长波红外同时成像,保证了系统结构的紧凑性。分析了分色镜对红外波段成像的影响,以及分色镜偏离竖直方向不同角度的影响。对红外波段的校正系统及像面进行了-2.39 mm的偏心处理,使红外波段像质得到了极大提高,并通过外场试验成像验证了分析结果的正确性。该系统具有较强的容差特性,结构简单、光学元件少,具备易加工、装调的优点,工程可实现性强,能够有效提升相机的目标探测与识别能力。

摘要： 基于热红外特性,红外立体视觉路况行人感知方法可以在夜间、雾霾环境下有效检测道路场景中的行人等目标,提高驾驶安全性.针对红外图像中纹理细节少,传统稠密双目立体匹配算法效果差的问题,本文首先根据目标在红外图像下的亮度、边缘特征提取感兴趣区域(Region of interest,ROI);然后在ROI中提取图像特征点并匹配,进而计算原始稀疏深度图;最后根据目标表面深度变化较小的特点,结合ROI和原始深度图估计半稠密深度图.本文搭建了实验系统验证该方法的有效性.实验结果表明,在系统约120°观测视场角内,该方法对行人等目标深度感知相对误差在15 m范围内优于1.5％,30 m范围内优于3％.

摘要： 为了满足中国环保、国土、农业、气象、减灾等行业对地表温度遥感高精度监测的需求,近些年来中国长波红外空间光学遥感器空间分辨率从公里尺度提高到十米尺度分辨率,定量化应用的需求也越来越高.高精度的辐射定标是保证红外数据定量化应用的关键,本文通过全链路分析了影响辐射定标精度的因素,结合某型号任务的研制过程的具体实际,分析了主要影响因素的优化方法,包括星上定标方案优化、提高星上定标黑体控温精度和标定精度、提升长波探测器性能、提高长波探测器焦面控温精度等措施提高相机的性能和输出稳定性,并通过该型号真空辐射定标试验对辐射定标精度、系统定标响应情况进行了验证,试验结果绝对辐射定标精度为0.8 K@300 K,达到国内空间分辨率小于100 m的同类长波红外空间光学遥感器的较高水平.本文介绍的长波红外空间光学遥感器性能提升方法可为今后同类遥感器的研制及辐射定标提供参考借鉴,同时提供的定标试验验证结果也可以为同类红外卫星在轨应用提供参考.

摘要： 结合光学被动无热化和机械被动无热化各自优势,提出一种低成本、高质量混合被动无热化方法.针对焦距75 mm,F/1的无热化镜头研制要求,分别利用光学被动无热化和混合被动无热化设计实现.对比发现,相较于传统的机械被动式无热化,混合无热化可减小补偿结构的体积和复杂性,从而有助于系统的小型化、轻量化;相较于光学被动无热化,在保证成像质量相当的情况下,可减小系统的体积和加工难度.从而证实,利用混合被动无热化技术可实现低成本、高质量的长波无热化镜头设计.

摘要： 粗糙海面偏振特性对海面场景下的目标探测和识别具有较大影响.为了研究不同风速和探测角下海面长波红外偏振特性,基于双向反射分布函数和菲涅尔反射公式推导了长波红外偏振度计算模型,依据海浪谱和快速傅里叶变换法建立海面模型,并结合中国台站实测数据,计算了海水辐射和天空大气辐射,仿真分析了不同风速条件下海面在长波红外波段的偏振特性,仿真结果表明:随着风速的增加,各面元入射角的分布几乎对称的向两侧拓展,使得偏振度峰值减小,对应的探测角减小,当探测角小于63°时,偏振度随风速增加而增加,探测角大于63°时,偏振度随风速增加而减小,探测角为63°时,海面偏振度基本不受风速影响.研究结果对海面场景下的红外偏振探测有一定指导意义.

摘要： 本文对近地天空的红外图像的进行了统计分析.本文分别分析了近地天空长波红外(8-12μm)图像在晴空,有云,阴天和晚上的均值、方差、水平和垂直扫描线、灰度直方图的规律.结果表明,天空图像灰度均值与大气温度成正比;阴天红外图像方差较小;图像垂直扫描线上灰度值呈线性变化;水平扫描线上图像灰度值基本不变;图像直方图的分布与图像拍摄天气和时间有关.

摘要： 噪声等效温差(NETD)是红外遥感仪器最重要的定量化指标.为了使系统设计满足指标,需要根据遥感仪器的各种参数来估算系统的NETD.在推扫式红外相机中,仪器的驻留时间较长,当探测器的积分时间较短时,通常采用多次采样技术来降低NETD,提高系统性能.通过理论分析可以证明,在驻留时间一定的情况下,系统设计者可以选择一组最佳的积分时间和采样次数,使系统的NETD最小化.

摘要： 噪声等效温差(NETD)是红外遥感仪器最重要的定量化指标.为了使系统设计满足指标,需要根据遥感仪器的各种参数来估算系统的NETD.在推扫式红外相机中,仪器的驻留时间较长,当探测器的积分时间较短时,通常采用多次采样技术来降低NETD,提高系统性能.通过理论分析可以证明,在驻留时间一定的情况下,系统设计者可以选择一组最佳的积分时间和采样次数,使系统的NETD最小化.

摘要： 噪声等效温差(NETD)是红外遥感仪器最重要的定量化指标.为了使系统设计满足指标,需要根据遥感仪器的各种参数来估算系统的NETD.在推扫式红外相机中,仪器的驻留时间较长,当探测器的积分时间较短时,通常采用多次采样技术来降低NETD,提高系统性能.通过理论分析可以证明,在驻留时间一定的情况下,系统设计者可以选择一组最佳的积分时间和采样次数,使系统的NETD最小化.

摘要： 噪声等效温差(NETD)是红外遥感仪器最重要的定量化指标.为了使系统设计满足指标,需要根据遥感仪器的各种参数来估算系统的NETD.在推扫式红外相机中,仪器的驻留时间较长,当探测器的积分时间较短时,通常采用多次采样技术来降低NETD,提高系统性能.通过理论分析可以证明,在驻留时间一定的情况下,系统设计者可以选择一组最佳的积分时间和采样次数,使系统的NETD最小化.

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： 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： 本申请涉及一种长波通红外滤光片、其制备方法、相关镀膜材料和红外测温仪，该长波通红外滤光片包括：基板、主膜系结构和副膜系结构，主膜系结构和副膜系结构分别设置在基板的两侧；主膜系结构包括Sub/(0.8H1.2L)^n/Air；副膜系结构包括Sub/(0.8H1.2L)^m/Air；其中，Sub表示基板，H表示λ/4光学厚度的高折射率材料层，L表示λ/4光学厚度的低折射率材料层，Air表示空气，“^n”和“^m”表示膜堆重复的次数，且n和m各自独立地为任一正整数，λ为长波通红外滤光片的中心波长。该红外滤光片采用长波通非规整膜堆结构，能有效控制膜层厚度，并能有效滤除波长在5μm以下红外能量，在物体探测温度所需的波段8‑14μm范围内高透过，且增透后平均透过率大于89％。

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： 本发明公开了一种中/长波红外双波段超晶格红外探测器及其制备方法，本发明的红外探测器结构设计简单，容易实现，其中M结构SL势垒结构可有效阻挡两个吸收层中大多数空穴载流子暗电流输运，而近零导带偏差几乎不会影响光生少子电子自由通行。通过势垒可有效降低G‑R、隧穿和表面泄露暗电流，具有超过传统光伏器件的潜力。少子是电子，扩散长度更长，预测QE要比nBn型结构更高，而且p型材料的本征载流子浓度比n型更稳定，不易随温度变化，可以实现高温工作。

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： 本申请提供的基于长波红外探测器的长波红外谱段背景辐射消除方法及系统，首先获取长波红外探测器一定帧数的所有像元暗背景实测值及对应时刻的焦平面温度，拟合暗背景实测值以及焦平面温度之间的关系，每个像元得到一组拟合系数，通过每个像元的拟合系数以及焦平面实时温度，即可计算得到不同像元当前帧的暗背景估算值，并将暗背景估算值从入射信号中去除，可有效消除长波红外系统背景辐射的影响。上述方法及系统，构建所有像元背景辐射与焦平面温度之间的关系，从背景辐射的本质上计算不同像元的暗背景，减少中间环节意味着消除了暗像元非均匀性的影响以及传递的误差，有效提高计算的准确性，同时避免人为定义的暗像元而浪费探测器资源。

摘要： 本发明提出了一种中长波红外激光器及中长波红外激光输出方法，激光器包括：泵浦模块、第一谐振腔和第二谐振腔，泵浦模块用于激励第一激光工作物质以产生设定波长的第一激光。第一谐振腔用于对第一激光进行放大并输出。第一激光进入第二谐振腔内并激励第二激光工作物质，通过非线性频率变换产生中波激光和长波激光并输出。根据本发明的中长波红外激光器，通过泵浦模块激励第一激光工作物质产生具有设定波长的第一激光，第一激光在第一谐振腔内被放大后可以进入第二谐振腔内，并激励第二激光工作物质产生中波激光和长波激光。中波激光和长波激光可以在第二谐振腔内放大后同时输出，而且，中长波红外激光器的结构简单、紧凑。

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： 本发明一种单晶锗红外晶体分光镜、及激光长波红外分束膜制备方法，属于光学薄膜制造技术领域；分光镜由单晶锗红外晶体基底和具有45°入射角在1.064μm高反射、7.7μm～10.3μm高透过率的分束膜两部分构成。分束膜的膜系从里到外共包括22层，其中奇数膜层的膜料均为YbF3，偶数膜层的膜料均为ZnS。本发明严格执行程序设定每层镀膜的过程工艺参数(几何厚度、温度、沉积速率与真空度)，并结合膜层厚度在线控制系统控制膜层几何厚度，即可实现单晶锗红外晶体分光镜激光长波红外分束膜制备，最终达到要求的光学特性技术指标。

摘要： 本发明涉及一种光伏型InAsSb长波红外探测器材料、制备方法及红外探测器，属于红外探测器技术领域。所述材料结构为InAs衬底、n型InAsSb层和p型InAsSb层构成的pn结构，结构简单，制备难度低，n型InAsSb层厚度大，可有效抑制晶格失配。所述制备方法只需在InAs衬底上生长n型InAsSb层，再通过离子注入或扩散掺杂元素形成p型InAsSb层，即可形成pn结。所述方法简单、可行且成本低，且制备的n型InAsSb层厚度大，可有效抑制晶格失配。所述红外探测器，通过在所述材料的基础上，制备台面，然后生长钝化膜及金属电极制得，比光导型长波红外探测器具有更高的探测灵敏度。

摘要： 本实用新型涉及一种光伏型InAsSb长波红外探测器材料及红外探测器，属于红外探测器技术领域。所述材料结构为InAs衬底、n型InAsSb层和p型InAsSb层构成的pn结构，结构简单，制备难度低，n型InAsSb层厚度大，可有效抑制晶格失配。采用所述材料的光伏型InAsSb长波红外探测器比光导型长波红外探测器具有更高的探测灵敏度。