光纤光栅线阵探测器解调系统信号失真分析

针对光纤光栅线阵探测器高速解调中的信号失真及补偿展开研究。首先对线阵探测器信号采集系统进行分析,推导并建立了系统传递函数,然后对解调信号失真的机理进行研究。结果表明,系统传递函数由两部分组成,一部分为与采样相关的系统增益,另一部分为积分环节及充电复位开关引起的频变干扰。需要对光电转换过程进行数字信号补偿,以提高系统的信号分析带宽。     

稳定平台对机载线阵相机成像质量的影响

在线阵传感器的航空摄影过程 中,飞机姿态变化会对成像造成影响,导致成像模糊。因 此根据航空投影的坐标变换方程,采用Monte Carlo算 法分析了曝光时间、稳定平台位置补偿残差以及角速度补偿残 差等参数对线阵相机成像质量的影响。结果表明,高性 能机载线阵相机必须配备高性能稳定平台;同时,灵敏度 高、曝光积分时间短的线阵探测器对于成像质量的提升 具有重要意义。     

基于线阵APD探测器的脉冲式一维非扫描激光雷达系统

介绍了非扫描激光雷达的原理,描述了研制的基于线阵APD雪崩光电二极管的一维非扫描激光雷达系统。该系统使用线阵APD作为探测器,红外脉冲式纳秒激光器作为探测光源,利用飞行时间法实现了目标的一维距离图像的非扫描测量。系统使用了APD多通道并行前置放大电路,并利用模拟开关控制高速继电器进行多通道轮询切换,实现了APD阵列的多通道驱动,并有效地降低了通道间的串扰。进行了多组6 ~18 m的一维距离成像实验,结果表明系统的距离分辨率优于10 cm,各通道的平均测距标准偏差约为8.6 cm。该系统的设计为将来的面阵APD二维非扫描激光雷达的研制奠定了基础。     

用大像元CMOS线阵光电探测器和插值法测量激光光斑中心位置

探讨了用大像元 (0 .8mm)CMOS线阵光电探测器确定激光光斑中心位置的插值方法 ,并对插值误差进行了理论分析和实验验证。采用线性插值可使测量分辨率提高 10倍以上。通过实测两种激光准直中光斑中心位置的漂移 ,验证了该探测器及插值方法的实用性。     

X射线线阵探测器校正与滤波

针对X射线线阵探测器像素响应不均而造成X射线图像产生竖条纹,以及由探测器本身和外界产生噪声干扰的问题,提出了一种新型的校正与滤波模型,解决了传统校正方法因忽略噪声影响而使得校正完成后数据波动较大的问题。结合X射线特性及X射线线阵探测器的成像原理,分析了像素响应不均时的输出特性及噪声,建立了改进的两点校正算法与基于偏微分方程的半隐式差分滤波模型。实验证明,分辨率为19 216的X射线线阵探测器在经过该模型校正后,有效地解决了像素响应不均的问题,抑制了噪声的影响,在位深为16 bit的情况下,平均均方误差低于五个灰度级,提高了X射线图像检测的质量。     

面阵探测器连续扫描成像光学系统

研制了一套用于面阵探测器360连续扫描成像的红外光学系统。该光学系统包含了一个无光焦度的望远镜、一个方位补偿摆镜及一个二次成像物镜,采用了制冷型面阵红外探测器。引入了方位补偿摆镜,按二倍角关系朝相反方向摆动,解决了面阵探测器连续扫描中的成像拖尾与模糊问题。采用了像方扫描方式,使得摆镜通光尺寸由物方扫描的大约40 mm220 mm缩减至目前14 mm22 mm,摆镜质量减轻了95%以上,摆动频率可达100 Hz,使系统可在1 s内完成对360方位的扫描成像。系统结构简洁紧凑,共由八片透镜以及一片反射镜组成,像质接近衍射限。实验室测试结果表明:方位补偿摆镜固定时,对小圆靶成像有明显拖尾成长条状;而开启摆镜摆扫之后,小圆靶成像清晰无变形,成像效果接近凝视型。     

一种128×1的AlGaAs／GaAs多量子阱红外探测器线阵及其信号的读出

介绍了一种１２８×１多量子阱红外探测器线阵,并且与１２８×１读出电路相连接,成功地读出了相应的红外信号,均匀性良好。为以后的图像处理打下了基础,得出该读出电路可顺利的应用于这种探测器的结论。     

基于线阵图像传感器的降水测量技术研究

降水现象是全球水循环和气候变化的重要研究对象.降水粒子谱资料在天气现象的自动观测、云微物理过程研究和气象雷达回波订正等领域有重要应用.基于线阵图像传感器的降水观测系统可获取降水粒子图像信息,为雨滴的微物理特性研究提供原始资料.在简述基于线阵图像传感器的降水测量系统工作原理基础上,分析了线阵降水测量关键技术及线阵数据处理相关问题,分别从光学系统参数需求、线阵传感器高速扫描和线阵数据处理等方面进行了讨论,以期线阵图像采集技术能更好地应用于降水测量.     

基于FPGA的线阵探测器非均匀校正的实现

充分利用了FPGA的硬件资源,提出一种采用电路逻辑设计的FPGA来实现两点校正;利用FPGA中的浮点加法器、浮点除法器、浮点乘法器,以及内部RAM、ROM存储器,可以实时计算校正系数,然后对线阵红外探测器进行非均匀性校正,保证了校正精度。同时,充分利用FPGA并行处理能力强的特点,使系数、图像数据的读取在一个时钟周期内完成。