使用SPRlTE探测器的3～5μm轻型热象仪

一、引言本文叙述一种3～5μm波段的便携式热象仪,它使用了一种最近研制的、热电致冷的SPRITE探测器。该热象仪完全装在一个壳体内,由内装的4节锂硫电池供电。二、设计约束条件 1.多种用途热象仪的视场取决于其用途,典型的视场是在对角线上为3°～50°。此外,还可以要求视场可变以至变焦。显然,对每一种可能的应用都设计一种新的扫描器是不经济的。因此,我们需要一种多用途的扫描器,     

红外跟踪器

红外扫描器用于跟踪时基本上是一台光学换能器,其输出是一个电压,它相当于目标图象相对于扫描器视场中心的位置。假定相对于任意参考源目标的角位置是θ_T,光轴(视场中心)的角位置是θ_S,那么误差角θ_E是θ_E=θ_T-θ_S(4-25)一般说来,两个正交轴(如方位和俯仰)都要求误差角。图4-4是一个轴的跟踪回路简化方框图。扫描器装在稳定平台上,相当于θ_E的电压输出馈入力矩马达,后者在适当方向上移动扫描器,减小或消除θ_E。如果目标移动并改变其角位置θ_T,就产生新的误差信号,     

分视场成像光谱仪

设计了一种地面分辨率为5m(飞行平台20km),视场角为60°×60°的成像光谱仪系统.该系统采用了微透镜扫描器和微F-P腔可调协滤波器作为整个系统的核心器件.首先60°×60°视场分为四部分,然后微透镜扫描器将这四部分视场分次成像到CCD上,通过这种方法,不但获得了大视场,同时还保证了高分辨率.另一方面,微F-P腔可调协滤波器替代了传统的切换滤光片的方式,只要通过控制微F-P腔的腔长就能实现对特定波长的选择.     

用于红外扫描系统的反折射式远焦望远镜

多年来在天文望远镜中,都是使用折射式和反折射式镜头。最近在其它一些场合,在大孔径手提式象增强的夜视装置中也广泛使用这种镜头。远焦望远镜与8～12μm波段内工作的红外扫描系统一起使用,使扫描器的大视场和小孔径与远距离观察所需要的小视场和大入射孔径相匹配。所使用的望远镜结构通常是一种折射式的摄远镜头。这种结构可作为一种单视场镜头、作为双视场或多视场可转换系统的一部分,或者作为一种机械的或光学补偿的变焦系统的主要部分。但是,对于高倍率大型望远镜,反折射系统较之折射望远镜有一些优点。本文描述两种类型的反折射式镜头。第一种有“低”的放大倍率(7.5倍),并使用全孔径的锗透镜来校正球差,第二种有“高”的放大倍率(30倍),并使用小孔径的锗元件来校正球差。     

透射式红外镜头的高精度定心装调

依据红外镜头光学系统的设计结果和公差分配,确定了透镜的装框方式和透镜组件的装配方式,并对镜框和镜筒结构进行了特殊设计。利用OptiCentric双光路定心仪对单透镜组件进行了定心。在用销钉对单透镜组件进行定位后,用销钉对各个透镜组件进行了复位。在完成整个镜头定心装调后,在红外传函仪上对镜头进行了像质检测。测试结果表明红外镜头的焦距和各个视场的传递函数均满足要求,说明这种双光路定心装调方法是合理可行的。     

红外热成像系统中高速扫描器的伺服控制设计

为了在扫描型红外热成像系统中摆脱对于进口高速扫描器的依赖,同时达到降低成本、提高集成性的目的,通过采用具有动磁式光电角度检测功能的振镜以及PID+Double-Loop Feedback(双闭环反馈)扫描控制伺服系统的信号电路设计,实现了红外热成像系统中高速扫描器的国产化研制,通过对比实验和实效验证,国产化组件性能与进口组件相当,达到了较高的设计要求。     

透射转鼓扫描器的象差特性

透射转鼓扫描器已在光机扫描式热象仪中获得了成功的应用,如AGA系列的单元民用热象仪已有几种产品采用。这种扫描器用于会聚光扫描,扫描器尺寸小,扫描效率高,使用高折射率材料时扫描的线性度也较好。另外,采用这种扫描器的系统容易做成全透射式光学系统,便于结构安排。但是,会聚光扫描会引起较大的象差,且象差量随扫描角的增大而增大,导致视场范围内信号急剧变化,限制了这种扫描器的使用。文献[2]已对这一问题做过一些讨论。然而,还应注意到:包括有物镜、探测器透镜等镜组的整个系统,每个镜组均不可避免地存在一定量的象差。各镜组的象差有些虽可相互补偿,但有些却无法补偿。扫描器     

串扫热成象系统

本文描述一个串扫热成象系统的设计和性能,文章强调了扫描器的设计。系统使用的是一个单元HgCdTe探测器,一个振动平面镜和一削顶的六面塔形转镜分别作为垂直和水平扫描器。对扫描器的尺寸在下述意义下作了最佳化:即是在满足使每个扫描器的轴线分别置于远焦系统出瞳的实际位置和被水平扫描变换后的位置的条件下,尽可能地紧凑。这样做也减少了平行光束的位移量,因而设计衍射限的聚焦透镜就较为容易。旋转扫描器引起的图象失真和水平扫描时间误差用信号处理技术来补偿,已证实这样可获得满意的系统性能。系统具有下列参数:视场:40×53(毫弧度)~2;角分辨率,0.4毫弧度;远焦望远镜的直径:100毫米;帧频:20次/秒和具有2∶1隔行的121条电视扫描线。系统性能试验结果表明:NETD=0.6℃和空间频率为1周/毫弧度时,MRTD=0.6℃,这些值都接近设计值。     

一种下一代激光雷达的设计与实现

研制了一种下一代小型化实时成像的激光雷达样机,这种新的激光雷达系统由激光二极管、准直镜、MEMS微扫描器、收集光学、带通滤波器、光电探测器和信号处理装置组成,其核心器件是基于MEMS的微扫描反射镜。详细分析了系统的结构和参数,结果表明:其距离分辨率为1cm,视场角为24°,谐振频率为1.5kHz。该下一代MEMS微扫描器激光雷达系统具有高精度、低成本、小体积和三维实时成像等优点。     

用于红外扫描器的高性能镜鼓驱动装置

引言本文描述英国Ⅱ型热成像通用组件(UK TICM-Ⅱ)的扫描器中的镜鼓驱动装置。这种扫描器由两个互相垂直的扫描机械装置组成: a) 一个装有六面反射镜的镜鼓,以19500转/分的速度旋转,实现行扫描; b) 一面反射镜,以50赫芝的频率摆动,实现帧扫描。     

双压电微调器件分析及应用

本文在简述压电陶瓷性质的基础上,探讨双压电晶体构成方式及工作原理,依椐双压电晶体工作模型推导了双压电微调位移计算公式.应用上述公式讨论了这种器件在摆动光束扫描器和变形自适应反射镜的应用.     

红外探测器列阵中的串光问题

大面积焦平面探测装置,是许多新型红外监视或成象系统的一个重要组成部份。同时,这种由铅盐或者晶体探测器大型镶嵌面阵或长线列阵组成的焦平面装置,正被用来构成新的、更完善的系统,以提供更大的视场和更好的分辨率。但是,有一个问题会妨碍这一目标的实现,那就是组件中会出现我们不需要的串电或串光现象。本文就是介绍一些可以减少这种探测器组件中串光的具体方法。     

扫描温度计显示系统

此系统可对一扫描器输出进行显示。扫描器每秒扫描视场一次,视场由100行组成,每行有130个分辨元,温度范围为28.0℃—37.4℃,其温度精度为0.2℃。热图是具有多条间隔为1℃的等温线的灰色标度图,而中心900个元的温度则是以0.2℃的间隔用数字记录的。     

双视场红外搜索跟踪系统

本专利描述双视场电光扫描系统,它用大视场捕获目标,再用小视场高精密跟踪。已知的电光扫描系统,主要功能都是在其视场内搜捕目标,捕获后进行跟踪。其中有红外跟踪器,它指向目标的红外能量。这种接收器接收到目标能量后可连续跟踪目标,获     

小型红外前视装置——夜视新装备

美艾罗纽特朗力克-福特公司设计和制造了一种小型热象仪,它产生的电视兼容信号可用普通的电视屏显示。此热象仪拟在无人驾驶飞机或遥控火箭上作夜间侦察使用,原设计重量60磅,在对装置性能作了研究后,规定装置最重不超过18磅,扫描器设计重量为3～5磅。所制造前扫描器重量达到了设计要求,性能和用同样原理工作的红外前视装置相同。图1所示扫描器是直径4吋长5吋的圆柱体,重3磅,工作波段8～12微米,用30°×40°视场成象,瞬时视场(空间分辨率)2毫弧。     

中波红外双视场光学系统的设计

设计了一款用于较大规模制冷型面阵焦平面探测器的双视场红外光学系统。该光学系统采用二次成像的光学结构形式与切换式的视场变倍方式,实现了大倍率、小体积用于红外前视（FLIR）的光学系统设计;通过仿真,在系统的合理位置设立非均匀性校正单元与视场光阑,以提高系统的抗干扰性;微扫组件的引入,提高了系统的空间分辨率。     

高集成度四视场中波红外光学系统

为了实现超小型化、长焦距和超大视场,提出并设计了一种高集成度四视场中波红外光学系统。该系统采用双光路结构形式,包括超小视场光路和小/中/大视场光路,两支光路共用中继组;对超小视场光路进行了四次立体折叠,并对小/中/大视场光路进行了二次折叠。通过以上六次折叠,整个双光路光学系统的外形尺寸得到了有效约束,其外形包络在242 mm×150 mm×85 mm (局部125 mm)范围内,系统集成度高。这种双光路光学系统包括超小视场、小视场、中视场和大视场四个视场。其中,超小视场的焦距为688 mm,视场为0.8°;大视场的焦距为13.19 mm,视场为40°,实现了长焦距和超大视场并存,并获得了50×的变倍比;超小视场光学系统仅采用5片透镜,透过率高,并具有光学被动消热差设计;整个双光路光学系统结构紧凑,体积小,实现了超小型化。设计结果表明,该光学系统像质良好,可以满足高性能热像仪的使用要求。     

主动式温度自适应技术在非制冷热像仪光学系统中的应用

针对双视场成像光学系统的特点,对目前机电主动式温度适应技术需要手动调焦作了改进,采用基于温度传感器的温度信息和视场状态控制调焦机构运动技术,找出不同温度点下调焦镜的最佳位置并写入热像仪伺服控制板主控芯片,实现随环境温度变化自动调焦,达到快速最佳成像的目的。有效保证了双视场红外光学系统在-40℃～50℃范围内的性能。     

某型一维大摆角扫描器的总体设计

采用线列焦平面探测器成像须借助光机扫描覆盖视场,而高线性大摆角的扫描器是实现高性能扫描型热像仪的重要条件。针对基于某支撑技术而研究的大摆角扫描器做光机优化设计,对所需电机驱动转矩进行理论计算和选型,并用Motion进行仿真验证,验证结果能达到设计要求。     

专利

本专利提出一种结构新颖的反射镜阵列系统,这种反射系统可以形成共用一个视场的两个图像。有一个大视场,还有一个大视场内的较小视场。每个视场有不同的放大率。两束光共用入瞳和出瞳。不同视场对应不同的放大率。这种系统比以前的光学系统结构紧