EBCCD在凝视测距成像激光雷达中的应用

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EBCCD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.     

1030nm单光子探测激光雷达技术

1μm波段单光子探测激光雷达因大气透过率高、背景噪声低、红外隐蔽性好、激光脉冲能量高,在远距离激光测距和成像方向极具发展前景。然而,传统的1064nm激光器缺少对应的高性能的单光子探测器,成为1μm波段单光子探测激光雷达的发展瓶颈。盖革Si APD单光子探测器(Si SPAD)具有优异的探测性能,但是其在1064nm波长的探测效率极低。针对这个激光器与探测器的矛盾,本文研究1030nm波长单光子探测激光雷达技术,Si SPAD在1030nm的探测效率是1064nm的29倍,相同条件的单光子探测激光雷达探测距离提升678。另外,本文搭建双棱镜光束扫描装置,演示了1030nm波长的单光子三维成像。     

基于微光与红外的夜视技术

以像增强器为主线概述微光成像技术,以红外探测器为主线概述红外热成像技术,分别介绍各自的发展历程、技术特点和发展趋势,并对这二种夜视技术进行了比较,最后介绍微光图像和红外图像的融合技术.     

短波红外成像技术及其军事应用

短波红外可以提供可见光、微光夜视、中波、长波红外所不能提供的信息。实现短波红外成像,填补微光夜视和中波红外成像之间的光谱空缺,实现在三个大气红外透射窗口的“无缝隙探测”,对在红外波段全面获取目标的信息具有重要意义,可应用于夜视、侦察与监视、遥感、遥感系统、红外成像制导、光电对抗等领域。     

红外探测器的研究及其应用

1.前言激光通信,现在还只限于近红外光波段,但随着CO_2激光器的发展,逐渐开始采用10微米左右的红外波段。而且不仅限于光通信,在公害监视用激光雷达,工业、医学用红外照相机等方面,应用范围日益广泛。这种情况,是由于出现了高速响应、高灵敏度红外探测器的结果。     

太赫兹成像系统分析及其相关技术研究

随着THz成像技术的日益发展,针对设计清晰、实时、高灵敏度、小型化及低成本THz成像系统还比较困难的问题,从设计THz成像系统的角度出发,就其在成像方面的特点、工作原理、组成及关键技术(包括THz光学系统、探测器及信号处理)进行了研究,着重研究了目前THz成像系统的新进展。并分析比较了电磁波段中γ、X、紫外、可见光、微光、红外、THz及毫米波各成像系统的优缺点及应用。在THz成像系统的典型应用基础上提出了THz成像系统未来发展方向。     

国外中长波双波段红外成像技术的发展及应用

中长波双波段红外成像技术能同时获得中波、长波两个大气窗口的红外辐射信息,同时具有两种单波段成像技术的优点。通过优势互补,中长波双波段红外成像技术能够提高装备对各种复杂环境条件的适应能力,提高各类作战任务的成功率。在过去二十几年中,欧美主要国家实现了从双探测器双波段成像到单探测器双波段成像的发展及批量装备,目前正向更高分辨率、更远作用距离的方向发展。中长波双波段红外成像技术主要用于提高各类主战装备对不同的作战环境的适应能力以及各类搜索跟踪识别系统对目标的探测识别成功率。此外,可以通过中长波双波段红外成像技术获取目标的温度、光谱特性等特征信息,可用于反干扰、反伪装。     

短波InGaAs红外面阵视频成像系统技术研究

短波红外是红外探测领域的重要应用波段。针对短波红外在薄雾、阴霾、夜晚等条件下的视频成像应用背景,提出了完整的面阵凝视视频成像系统方案,基于320×256短波红外InGaAs面阵探测器完成了成像系统原理样机的设计和性能测试,且为满足视频级数据流的实时性要求,基于FPGA实现了硬件上的非均匀性校正。实验结果表明:成像系统电路设计合理有效,噪声低、体积小,满足系统指标和探测器工作要求,探测器在视频工作条件下性能良好,获取了有效的高质量短波红外视频图像。     

中/长波双色二类超晶格红外探测器技术

双波段红外探测器是第三代焦平面探测器发展的重要方向之一,二类超晶格材料由于其优异的光电性能而成为制备双色红外探测器的优选材料之一。本文报道中长波双色二类超晶格器件结构设计、材料外延、读出电路设计、芯片加工、组件化等方面研究进展,通过对刻蚀以及钝化工艺进行了优化,制备出性能良好的640×512中长双色二类超晶格红外探测器,主要指标实现像元中心间距20μm,读出方式同时读出,中波波段35～48μm,长波波段75～95μm,噪声等效温差中波288mK、长波388mK,响应率非均匀性中波452、长波789;盲元率中波12、长波13,并完成成像演示,成像质量良好,为双色红外探测器工程化应用奠定了基础。     

成像探测相干激光雷达技术研究进展

相干激光雷达采用激光本振相干探测并通过平衡探测器实现混频和共模抑制，具有探测灵敏度高、抗干扰能力强的优点。文中阐述了相干探测体制激光雷达的优势和技术特点，介绍了基于单元探测器/面阵探测器开展的合成孔径激光雷达(SAL)、逆合成孔径激光雷达(ISAL)研究进展，讨论了相干激光雷达波形选择、偏振选择、信号处理方法、扩束下的作用距离方程和探测性能、探测器形式和系统灵敏度等问题，在此基础上进一步分析了基于衍射光学系统的激光雷达的特点和激光/红外复合成像探测的需求，并展望了相干激光雷达的应用前景。     

高德红外640×512中波红外探测器的规模化生产

经过多年的研发工作,制冷型碲镉汞(Mercury Cadmium Telluride,MCT)中波红外探测器已经实现了批量化生产能力,其阵列规格也从最初的320×256发展到现在的1280×1024(百万像元级)。目前,随着武汉高德红外股份有限公司(以下简称"高德红外公司")探测器产品水平的不断提高,基于红外探测器的热成像系统被广泛应用于机载、舰载、陆战以及手持观测等军用装备。以640×512/15μm碲镉汞中波红外探测器为例,介绍了高德红外公司探测器产品的工程化应用情况,并分析了探测器研制过程中需要解决的问题,最后指出了未来探测器发展及应用的方向。     

GeTe薄膜的性质、应用及其红外探测研究进展

GeTe基半导体的非晶态,α-GeTe相和β-GeTe相可以相互转换,且在一定条件下稳定存在。利用高浓度空穴掺杂改善GeTe热电和铁电性能,以及非晶相和晶相间的巨大差异和快速切换,使其在热电、自旋器件、相变开关、相变存储等多个领域具有很大的应用前景。此外,GeTe具有窄光学带隙和高载流子迁移率,有望用于高性能红外光电探测,然而其在红外光电探测方面还处于初始阶段。本综述在详述其性质及在热电、相变等领域应用情况的基础上,根据GeTe的光电性质,展望了其在红外光电探测领域方面的应用。     

碲镉汞探测器的回顾与展望（特邀）

20世纪50年代末,碲镉汞（HgCdTe）合金半导体材料的发明,奠定了热成像的技术和工程应用基础。1975年,美国提出基于第一代红外探测器的热成像通用组件概念——“模块化通用夜视热瞄镜”（Modular Common Thermal Night Sights, MCTNS）,从此HgCdTe材料和探测器被大规模应用于军事领域。从HgCdTe材料的基本物理性质出发,分析了HgCdTe探测器的优点,认为HgCdTe探测器依然是目前性能最好的红外探测器,且正在向多元化方向发展,包括（但不限于）大面阵、平面结和异质结、双波段、甚长波、150 K级工作温度、雪崩探测器等。随着新结构、新模式、新机理、新方法、新工艺的进步,HgCdTe材料和探测器必将达到一个新高度,仍然是第四代主流的红外焦平面探测器。     

PbS量子点同质P-N结光电探测器

PbS胶体量子点因其带隙可调、可溶液加工、吸收系数高等优异特性而广泛应用于光电探测器领域。然而基于光电二极管结构的PbS量子点光电探测器通常会使用不同的材料来制备N型层,从而增加了器件设计和工艺的复杂性,不利于这类光电探测器未来在面阵成像芯片中的应用。为简化制备工艺,提出了一种PbS量子点同质P-N结光电探测器,仅通过一种工艺过程实现了器件P型层和N型层的制备。经测试,探测器对不同入射光强度的探测表现出了良好的线性响应;在0.5 V反向偏压作用下,器件在700 nm处的响应度为0.11 A/W,比探测率为3.41×1011 Jones,展现出了其对弱光探测的优异能力。结果表明文中提出的PbS量子点同质PN结光电探测器有助于推动其在面阵成像领域中的发展。     

红外成像制导导弹自动目标识别应用现状的分析

自动目标识别是武器系统智能化、自主化的关键技术。在红外成像制导武器中采用自动目标识别技术，可以使武器具备发射后载机脱离、发射后不管、识别目标、诱饵和干扰的能力，提升红外成像制导武器的作战效能和武器载机的生存能力。目前，国外已经将红外图像自动目标识别技术应用在大型地面固定目标以及飞机类目标的红外成像制导武器中。介绍了红外成像制导导弹的自动目标识别应用现状，分析了制约自动目标识别在红外成像制导导弹中广泛应用的因素，并提出了推动该技术在红外成像制导导弹中应用的对策。     

非致冷红外焦平面的噪声分析与非均匀性校正研究

非致冷红外焦平面阵列探测器具备体积小、无需致冷的优点,具有广泛的应用前景.然而非均匀性问题一直是制约其应用的根本原因,也是目前红外热成像研究的热点.论文通过分析实际的红外图像噪声特性,从图像恢复的角度,提出非均匀性校正的具体方案,并比较这两种图像恢复方案的实际效果,最后指出红外图像非均匀性校正算法的研究和发展的可能方向.     

振动条件下机载合成孔径激光雷达成像处理

该文研究了单探测器和顺轨双探测器机载合成孔径激光雷达在振动条件下的成像处理问题。根据平台振动在短时间内对成像影响小的特点,基于单探测器激光雷达研究了子孔径成像与相位梯度自聚焦相结合的成像处理方法。为获得方位向长条带图像,分别使用了条带相位梯度自聚焦方法和基于多普勒中心频率估计的子孔径图像拼接方法,并分析比较了二者的性能。针对单探测器激光雷达的不足,提出了基于顺轨双探测器干涉处理的振动相位误差估计与补偿方法。仿真分析结果验证了该文方法的有效性。      

多波段冷光学红外成像终端研制

针对目前地基空间探测红外成像系统对高灵敏度、高探测能力及信噪比的要求,对地基冷光学红外成像技术进行了研究,包括红外杜瓦冷却系统内部辐射抑制、系统终端快速制冷、低温红外探测器的研制、低温冷光学系统设计装调等关键技术。在各项系统技术突破的基础上,研制出一套相对孔径1:10、分辨率320256、兼容中波3~5 m和长波8~10 m波段的冷光学红外成像终端。系统终端实现制冷温度最低至42 K,真空度10-5 Pa量级。将终端与1.23 m口径地基望远镜对接,对月亮和红外标准星观测具有良好的成像效果。该系统的研究为地基大口径冷光学红外探测技术提供参考。     

深空双波段红外动态场景仿真与目标分析

为了提高深空中红外探测器探测波段选择的效率以及反映目标真实的在轨状态,文中研究了空间目标动态红外图像的生成技术以及双波段红外图像的仿真。结合从STK获得的空间目标的运行轨迹和姿态数据以及从3DS MAX获得的目标模型数据提出了一种进行空间目标红外成像仿真的方法。首先分析了深空背景中目标的红外辐射特性以及目标在中波和长波两个波段中的辐射特性,为探测器波段参数的选择提供了依据;然后介绍了用节点网络法求解热平衡方程的方法并且简化了求解过程,提高了效率;最后阐述了空间目标红外成像系统的理论模型,实现了空间目标的红外可视化建模与仿真。仿真图像对新型系统的研制和红外图像处理算法的研究有重要的意义。