基于定子隔离技术的旋转集成式斯特林制冷机的优化研究

以一款制冷量为04W/77 K的小型化旋转集成式斯特林制冷机为研究对象,优化其结构,将定子隔离技术应用于该款制冷机中。优化后的制冷机避免了定子外壳玻璃-金属封接处气体泄漏的风险,同时也降低了制冷工质气体污染导致制冷机失效的可能性。通过制冷机与探测器联试数据,表明该样机性能可满足红外探测器组件应用需求,达到了预期优化研究目的。     

中波10 μm小间距原位集成微透镜技术

原位集成微透镜能够在不改变封装结构的情况下,实现对入射光的汇聚效果,有效提升信号并降低串音,对于中波10μm小间距碲镉汞焦平面探测器的性能提升具有重要意义。本文设计并制备出了10μm小间距原位集成微透镜,成功实现了信号增强效果,器件的噪声等效温差(NETD)得到有效降低。     

碲镉汞集成偏振探测器应力分析

红外碲镉汞集成偏振探测器的结构是采用多个芯片叠层的方式,由于各层的材料不同,热膨胀系数不同,在低温下工作时各层界面之间存在应力,应力控制的不好会造成芯片裂片等情况,导致探测器性能劣化或无法使用。本文对长波320×256碲镉汞集成偏振探测器的裂片现象进行了分析,对存在的应力运用软件进行了仿真,得到了碲镉汞芯片上的应力值及减小应力的方向。针对仿真分析的结果进行了相应的铟柱降低、碲锌镉衬底减薄的试验,解决了碲镉汞集成偏振探测器的裂片现象。     

碲镉汞薄膜分步化学抛光技术研究

针对碲镉汞薄膜化学抛光过程中容易产生材料组分均匀性变差、影响芯片性能的现象,提出了一种分步化学抛光技术。材料表面分析和组分分析结果表明,分步化学抛光可以降低材料表面的粗糙度,改善化学抛光材料组分的均匀性,有效地去除材料表面氧化,同时对探测器芯片性能的均匀性提升也做出了一定的贡献。     

一种用于超大像元长波红外读出电路设计北大核心CSCD

长波红外探测器具有暗电流大、暗电流波动难以控制的特点,且像元面积越大暗电流难控制。本文针对超大像元面积长波探测器设计了一款读出电路,通过将超大像元拆分为子像元、利用子像元等效积分的光电信号处理方式,有效的解决了长波探测器超大像元暗电流大、暗电流难以控制的难题。本文设计的电路将96μm×96μm超大像元面积拆分为3×3个子像元,子像元积分后信号累加输出。电路同时兼具多档积分电容切换、对各子像元进行旁路测试、盲元替换等功能。文中还给出了电路的功能、性能仿真结果及测试结果。     

红外探测器封装结构电学框架设计方法

随着红外焦平面探测器的广泛应用,其封装结构朝着几个方向发展,一方面是单片小型化轻量化结构,另外一方面是多片超大规模拼接结构,无论哪种结构都需要进行封装结构的电学框架设计。文章首先列举几种可用于电学框架加工的材料,并从热应力、加工工艺水平以及电学参数方面进行比较;然后结合目前探测器规模、封装结构,以及应用给出电学框架加工材料和工艺在设计中的选取建议;最后介绍电学框架布线设计方法及注意事项。     

基于中值滤波器的红外图像噪声处理的改进方法

基于红外图像成像的机理和热像仪工作方式,红外图像往往混有大量随机噪声,而这些都是造成红外图像和视频质量下降的重要原因。中值滤波是一种常用的非线性的滤波方式,对于图像降噪有很好的效果。中值滤波器的处理窗口大小需要提前设定且在处理过程中不能改变。噪声密度越大需要处理窗口越大,但也导致图像的细节相应越模糊。综合窗口大小对降噪能力和细节处理能力的影响,文中对传统的中值滤波器算法进行改进。实验表明,在中值滤波器去除噪声的过程中,随着窗口图像噪声分布情况动态调整窗口大小,能够做到既尽可能去除噪声,又尽可能保持图片的细节,使图像处理整体效果得到提升。     

金刚石复合片(PDC)的缺陷分析及优化制备

针对高温高压(HPHT)合成金刚石复合片(PDC)常出现的缺陷问题, 对PDC腔体组装及制备工艺进行了优化。结果表明, 稳定均一的温度、压力场以及适量的烧结助剂是合成优质PDC的关键。在HPHT条件下(5.2～5.6 GPa, 1 400 ℃, 5 min), 通过选用传压保温效果好的绝缘坩埚及屏蔽材料作为腔体组装, 采用Ni、Fe基合金高压熔渗法及保压慢降温工艺, 成功制备了Φ8、Φ15 mm的PDC, 其具有致密的组织结构, 缺陷几率明显降低; PDC磨耗比为10⁴数量级, 热稳定温度约为800 ℃, 金刚石层具有较低的残余压应力(低于0.16 GPa)。最后选用优质PDC样品进行了刀具试制, 刀具的实际使用效果良好。     

大视场大孔径制冷型红外光学系统设计北大核心CSCD

介绍了适用于4096×4096,F/#1的大靶面制冷型中波探测器的大视场大孔径红外成像系统的设计方案,采用二次成像的方式,减小大物镜的口径,提高孔径利用率;计算得到满足要求的初始结构,并分析了像差特性;通过优化初始结构、采用折/衍混合器件及非球面等方式校正大口径大视场带来的高阶像差。系统工作波段为37~48μm,焦距为60mm,视场角2ω=52°。全视场在50 lp/mm处的MTF高于045,满足设计要求。经过设计优化,实现了100冷光阑效率。     

基于红外与可见光图像融合技术发展与性能评价

红外图像可以全天候且不受光照条件影响的根据目标和背景热辐射差异来区分目标和背景。可见光图像可以通过人的视觉系统的高空间分辨率和清晰度来提供景物的质地和结构细节。因此将红外图像和可见光图像融合可以结合两种图像优势,融合后的图像效果预期良好。本文对传统经典方法和目前较新融合方法进行综述。首先回顾了红外和可见光图像的融合方法,其次选取了一些融合图像的性能评价指标,然后选择具有代表性的具体算法进行图像融合,根据融合图像结果获取评测指标,最后根据指标进行分析并对现状进行总结讨论,及对以后的工作发展方向进行展望。