中波红外连续变焦光学系统设计

针对中波红外制冷式凝视焦平面阵列探测器,探讨了红外连续变焦系统的设计方法,并在考虑红外吊舱使用要求的基础上,设计了结构紧凑、质量轻便的机械补偿5~×连续变焦光学系统.该系统工作波段3～5μm,F~#为2.0,变焦范围30～150mm,变焦轨迹短而平滑,且在全焦距范围内成像质量良好.系统由7片透镜组成,采用二次成像结构,在实现冷光阑效率100%的同时缩小了系统径向尺寸.  

红外成像导引头双视场光学系统小型化技术

红外成像导引头越来越广泛地采用双视场光学系统，但光学系统性能与体积之间的矛盾非常突出。通过分析导引头红外变倍光学系统和一般红外系统的区别，阐明了导引头双视场光学系统的特点，在保证性能指标的前提下，介绍了通过采取出瞳与冷屏合适的匹配方式、优化变焦结构、采取红外新技术等有效减小红外变倍系统体积的几种方法，并对其进行了公式推导和证明，给出了计算实例，同时阐明了优化总体指标，使导引头总体性能最优的观点。  

红外光学系统出瞳与冷屏匹配方式及渐晕分析计算

红外光学系统在用于制冷型的探测器时必须考虑出瞳与冷屏的匹配问题，采用二次成像方式进行光瞳匹配导致光学系统结构复杂化使系统透过率降低，采用光学结构简单的不完全匹配方式会存在轴外视场渐晕，但能有效地提高视场中心的透过率，而红外光学系统在用于点目标的跟踪测量时往往用到的是一定范围的中心视场。在本文中，我们分析了几种不同的匹配方式并给出了用冷屏参数表示的估算轴外渐晕的计算公式以便在像差校正之前判断渐晕的大小及采用何种匹配方式以提高光学系统性价比。  

长波红外制冷型光学系统超宽温消热差设计

采用光学被动式无热化设计方法,给出了针对长波红外制冷型光学系统的一个设计实例。该系统采用了576元线列探测器,相比于以往288元线列探测器而言,在相对孔径、焦距等参数不变的条件下,视场扩大了一倍。该系统F数为1.6,焦距100 mm,视场9.2°,实现了100%的冷光阑匹配。设计结果表明,该系统在-50℃～+90℃的宽温度范围内,像质接近衍射限,无须任何调焦,无热化性能良好。  

用蒙特卡罗方法和MATLAB计算糖果形冷屏的视场角

本文介绍了一种利用蒙特卡罗原理和MATLAB计算糖果形冷屏视场角的简捷方法。与其他方法相比，该方法具有 编程简单、精度可控、使用便捷等特点。  

A 5 mm×5 mm mid-wavelength infrared HgCdTe photodiode array with negative luminescence efficiency ～95%

The negative luminescence (NL) efficiency of a 5 mm×5 mm array (100% effective fill factor) of HgCdTe photodiodes (λ_co=4.8 μm at 295 K) has been measured as a function of temperature. The internal NL efficiency of ≈95% at λ=4 μm is nearly independent of temperature in the 240–300 K range and, at 300 K, corresponds to an apparent temperature reduction of 60 K. This performance is obtained at a reverse-bias saturation-current density of only 0.11 A/cm² at 296 K. With large area, high efficiency, and low saturation-current density, our results demonstrate a level of NL device performance at which such applications as cold shields for large-format focal plane arrays (FPAs) and multipoint nonuniformity correctors appear practical.  

Midwave-infrared negative luminescence properties of HgCdTe devices on silicon substrates

We have investigated the negative luminescence properties of a midwave-infrared (MWIR) HgCdTe photodiode (λ_co = 5.3 μm at 295 K) grown on a silicon substrate. The internal negative luminescence efficiencies measured using a self-referencing optical technique were 88% throughout the 3–5 μm spectral region and nearly independent of temperature in the 240–300 K range. This corresponds to an apparent temperature reduction of 53 K at room temperature and 35 K at 240 K. Efficiencies measured by an electrical modulation technique were consistent with the measured internal efficiencies and the measured reflectivity of the device. This is the highest efficiency and largest apparent reduction in temperature reported to date, and slightly higher than that measured earlier for photodiodes grown on CdZnTe despite a longer cut-off wavelength. These results provide further indication that the HgCdTe/Si photovoltaic device technology is capable of combining high quality with high yield.  

180元HgCdTe线列器件的冷屏效应与背景限性能

从理论上分析了１８０元ＨｇＣｄＴｅ线列器件的冷屏效应，计算了１８０元ＨｇＣｄＴｅ线列探测器每个光敏元所对应的平面视场角（ＦＯＶ）及其在３００Ｋ背景辐射下的背景限探测率，并将实际的１８０元ＨｇＣｄＴｅ线列探测器件每个光敏元的性能同理论进行了比较，结果表明１８０元长波红外ＨｇＣｄＴｅ线列探测器的性能已经接近室温背景的理论极限．  

红外焦平面探测器快速启动影响因素分析

采用红外焦平面探测器制导的近程导弹武器系统对响应时间有严格要求。本文从红外焦平面探测器的启动过程分析入手,对影响探测器启动时间的要素进行了分析。给定应用的情况下,合理的冷屏设计和快速制冷是解决红外探测器快速启动的关键。  

不同冷屏黑化工艺 BRDF 指标对比分析

冷屏作为红外探测器的重要部件,其内壁消光质量的优劣,直接关系到探测器背景噪声、动态范围和响应均匀性。针对当前正在应用的几种冷屏黑化工艺,通过制备平面样品,测试其在红外谱段2~14 μm的平均BRDF数据,结合分析几种工艺方法的特点及实际应用效果,为后续不同类型、不同谱段红外探测器冷屏内壁设计选用何种黑化工艺提供建设性建议。