12.5 μm长线列碲镉汞焦平面杜瓦组件

256×2碲镉汞焦平面模块由2个256×1元芯片和2个光伏信号硅读出电路模块平行对称组成,并分别与2个不同波段的微型滤光片以架桥式结构直接耦合后封装在全金属微型杜瓦内,形成了长波256×2长线列碲镉汞红外探测器件组件。基本解决了256×2焦平面杜瓦组件的关键技术,即高精度的组装技术、器件在冷平台上的热失配设计技术和高可靠性封装技术。对抑制杂散光、降低背景辐射、提高组件的可靠性等方面采取了一系列措施,使研制的碲镉汞焦平面器件获得了良好的性能,并进行了一系列空间适应性实验,实验前后的组件性能未发生明显变化,满足工程化应用的要求。     

基于N-P准则的红外线列非均匀性对目标检测的影响分析

非均匀性是制约红外系统成像质量的关键因素之一。提出了非均匀性对目标检测影响程度的分析方法,给出了不同性能的目标检测系统对于非均匀性的指标要求。该方法首先采用点光源成像实验仿真了非均匀性和信杂比的关系,然后根据N-P准则(Neyman-Person Criterion)从理论上推导了信杂比与检测概率和虚警概率的关系。实验结果表明,非均匀性每增大1%,检测概率降低15%左右,当非均匀性达到10%时基本失去目标检测功能。当虚警概率降低到5%左右后将不再受非均匀性的影响。     

地球同步轨道随动可展开异形遮光罩技术研究

对于地球同步轨道空间遥感器的成像系统,太阳入侵引起的杂散光和热流量问题是影响系统成像质量的重要因素。目前,解决这个问题的一个有效办法是在通光口径处安装一个外遮光罩。对于未来大口径高分辨率成像系统,其遮光罩尺寸受到了火箭整流罩空间包络的限制。针对地球同步轨道遥感器的高分辨率大口径成像系统,研究了一种随动可展开的异形遮光罩技术,提出一种收缩发射、在轨展开的设计方案,可以优化遮光罩与卫星的空间接口关系;同时,随动技术可以让遮光罩具备相对于太阳入射角度的转动功能,对日形成遮蔽,更加有效地解决太阳引起的杂散光和热流量问题。     

中波凝视红外焦平面探测器性能参数的提取

320×320中波凝视红外焦平面碲镉汞探测器是红外相机的关键部件。红外焦平面性能参数的测试评价是红外探测器发展中的关键技术之一。针对这一情况进行探测器特性评价,定量化获取其性能参数的精确值显得尤为重要,如探测器的暗电流、响应线性度和非均匀性等。详细叙述了各个性能参数测试的方法,通过处理标准实验条件下得到的实验数据算出探测器各个参数的精确值。     

基于高速光纤和PCI-E实时红外图像采集传输研究

设计了一种基于FPGA的图像采集卡,集合了目前流行的高速光纤技术和PCI Express总线,并运用分层的Aurora协议和PCI Express协议实现光纤和PCI-E总线上数据的管理。在FPGA算法设计中,提出＂预转换＂策略和＂双阈值＂策略来管理和优化跨越高速光纤模块和PCI Express模块的高速数据传输过程。在实验中,数据传输达到了预期的高速实时传输的目标。     

基于TMS320C6748和SYS/BOIS的红外实时信号处理系统

针对红外实时信号处理系统的高性能、小型化、低功耗的工程需求,设计了一种基于DSP+FPGA红外实时信号处理系统。介绍了TI公司的TMS320C6748DSP和SYS/BOIS操作系统内核。给出了系统的详细硬件设计,简单介绍了系统的软件设计,实现了两点校正红外图像非均匀性校正算法和SB/MHT多目标跟踪算法。实验证明,该设计可满足红外信号处理系统的实时性要求。     

斯特林制冷机的电磁兼容性问题研究

斯特林制冷机的电磁兼容性问题是导致红外凝视相机探测性能下降的一个重要原因。对斯特林制冷机的电磁干扰进行研究,在此基础上进行了电磁兼容性设计,减小了电磁辐射干扰,提高了凝视相机的探测性能,对于红外探测器意义重大。通过制冷机改进之后的图像信噪比验证了设计的成功。     

基于环境减灾卫星热红外波段数据研究核电厂温排水分布

基于环境减灾卫星的热红外波段数据,采用普适性单通道温度反演算法反演了田湾核电厂附近海域海面温度,反演结果与MODIS海面温度产品具有一致性,然后依据反演所得海面温度分布图,对不同季节和不同潮汐条件下温排水的分布特征进行了分析,结果表明,夏季温升超过3℃的区域明显小于冬季,夏季温排水沿海岸单向扩散,冬季的温升区域呈扇形分布;低潮时温排水扩散范围明显增大,温升超过3℃的区域面积超过高潮时的4倍.     

砷掺HgCdTe长波红外光电二极管阵列的制备与性能

采用砷(As)掺杂HgCdTe材料研制了响应截止波长为12.5 μm,规格为256×1的长波红外光电二极管阵列.实验设计了一种新的pn结测量方法,测量发现砷掺长波HgCdTe材料离子注入形成pn结深度在3.6～5.3 μm之间,而其最大横向尺寸大约是设计尺寸的1.3倍.实验采用一种改进的表面处理工艺制备了砷掺HgCdTe长波红外光电二极管阵列,获得了良好的电学性能,该工艺与常规表面处理工艺相比可以使器件峰值阻抗提高2个量级,而-0.5v偏压下的动态电阻可提高约30倍.研究认为,器件性能提高的原因是由于改进工艺可以有效抑制器件表面漏电流.     

近红外波段偏振编码用分色片的设计与制作

在基于偏振编码的光通信试验中,需要对不同波长的线偏光进行光路分离,同时要保持分离后线偏光的偏振方向和消光比,为此设计和制备了入射角为45°的810 nm波长透射/850 nm波长反射的近红外分色片.为了抑制斜入射条件下工作波长附近s、p偏振分量的能量、相位分离,选择了合适的基础膜系,利用旁反射带边缘透、反射带光谱过渡迅速的特性,实现了临近波长的光路分离,也减小了偏振分离;通过非规整膜层的相位补偿和软件自动优化,实现了设计目标.分别选用TiO2和SiO2为高低折射率膜层材料,以离子束辅助沉积技术镀制薄膜,采用光学极值法和晶体振荡法结合的方式控制膜层厚度.制备样品的消光比在波长810 nm处达到7000∶1以上,在850 nm处达到20000∶1,实现了分色片对相位的控制,满足了偏振编码光通信试验的需求.