衍射光学元件在红外光学系统方面的应用

1前言 红外波段的(3～5)μm和(8～14)μm波长大气透射率好,被称为大气窗口.地球上的所有物体都发出热辐射(电磁波),通常其中心波长位于红外波段.在用此波长将常温下的物体映像化时,要求能探测0.1 K以下的温差.用红外方式拍摄这种微小温度差时,其对比度要比可见光摄像低.光学系统影响探测分辨率的主要原因有以下几个方面.     

被动式红外探测器多波段成像的仿真

根据红外成像原理,建立基于Vega的红外仿真系统模型,包括红外场景、红外探测器及大气传输三个模块.首先分析各模块实现原理及方法,研究在不同波段内被动式红外探测器成像的差别.然后介绍Vega平台上红外仿真的设计方法及程序流程图,并实现仿真模型的建立.最后分别得到3～5μM和8～μm波段内红外地面场景的仿真图,并分析不同波段内场景辐射量、大气衰减量及探测器各参数设置对仿真模型中得到的图像亮度的关系.结果表明:被动式红外探测器探测到的辐射量主要由场景自身的温度决定,但是相同条件下在8～μm岬波段内到达探测器的场景辐射量大于在3～5μm波段内到达探测器的场景辐射量.     

多量子阱红外级联光伏探测器

1概述 红外辐射是介于可见光与微波之间(0.75μm～1000μm)的电磁波,是一种不可见的辐射.由于可通过大气窗口1μm～3μm、3μm～5μm、8μm～14μm三个波段内的红外辐射在大气中传播时吸收和散射较少,可以到达较远的距离,相对于可见光,能提供特殊的重要信息,如位置、温度、几何尺寸、表面、距离和组份等,受到人们的广泛关注[1].     

红外预警卫星最佳探测波段分析

为解决红外预警卫星在近中红外的最佳探测波段问题,采用建模仿真的方法获得了2～5μm波段范围内不同高度条件下火箭尾焰目标的红外辐射光谱特性,利用MODTRAN软件包计算了典型大气条件下同样波段范围内不同高度处的大气透过率和地球/大气背景红外辐射光谱特性,在此基础上计算了目标背景之间的对比度.通过分析目标背景对比度的变化规律可知:随着飞行高度的增加,目标背景对比度会先增大后减小,但无论在什么飞行高度,2.63～2.83μm和4.18～4.50μm波段的目标背景对比度都较大,比较适合目标探测,并且这两波段还具有更加精细的波段结构,实际应用中可根据探测需求选择更小的波段范围并确定相应的中心波长.     

空间遥感用InGaAs短波红外探测器

1μm～3μm红外探测器技术在空间遥感领域有着重要的应用。由于很多物质在该波段具有独特的光谱特性,因此短波红外探测器在空间对地探测如了解资源分布、土壤水分监测、大气成分分析、农作物估产等方面有着重要的作用。制备该波段红外探测器的材料主要有In-     

发展中波红外成象系统

3～5μm波段和8～12μm波段的红外成象技术一直是国外红外成象系统发展的重点。本文简要介绍中波段(3～5μm)成象系统国外在观测、侦察、瞄准、监视、告警、跟踪、制导等方面应用,着重比较两个波段红外成象技术在远距离探测中的优缺点,给出了相对性能在各种条件下的比较曲线;大气传输、探测器性能、光学系统,对两个波段的影响;介绍了20多年     

红外系统作用距离的实验测试方法

阐述了通过实验测试计算红外系统最低可探测信噪比来计算其作用距离的方法,计算了实验所用红外源在2～5．5pm波段内的红外辐射强度,以及水平路程上2～5．5μm红外波段大气光谱透射比,给出了实验测试的意义。     

基于MODTRAN的红外系统对巡航导弹探测距离的估算

基于最小可分辨对比度准则,研究了在考虑背景环境下机载红外成像系统对目标最大探测距离的计算方法.分析了红外目标在3～5μm与8～12μm两个波段上的红外辐射特征和背景辐射、大气透过率等因素对探测距离的影响,给出了探测距离的推导公式.最后用MODTRAN软件对大气透过率进行了模拟计算,得到了波数间隔为1cm-的光谱大气透过率数据.计算了各微小波长区间内辐射到探测器上的辐照度.考虑到大气透过率与距离的关系,取消了传统算法中用常数或者拟合函数来代替大气透过率的方法.以巡航导弹为例,对红外系统探测距离进行了数值计算.仿真结果表明,该计算方法具有可行性.     

一种实测红外图像波段拓展方法研究

红外图像获取是红外成像仿真中的关键环节。针对仿真应用中无法获得多波段红外数据的问题,提出了一种把实拍某波段红外图像拓展到其他波段的方法。首先,利用定标曲线将热像仪电平数据定标得到对应视点处的温度值,然后去除探测器效应和大气效应,得到目标自身的辐射值,由此反推出对应的温度值,再由此温度值计算得到想要拓展波段内的辐射值,最后量化为红外图像。给出了实测红外图像由3～5μm拓展到8～12μm和由8～12μm拓展到3～5μm的仿真结果。并从仿真数据和实测数据的统计特性验证了该方法的可靠性。     

美国专利介绍一种光谱均衡红外干扰弹的烟火成分

由镁／聚四氟乙烯组成的点源红外干扰弹无法控制自身发出的红外辐射，通常情况下，它在波段Ⅰ（2．0～3．0μm）的辐射强度要比飞机大得多，在波段Ⅱ（3．0～4．0μm）次之，在波段Ⅲ（4．0～5．0μm）更小。当其辐射超过飞机辐射时，采用双色转换技术的红外导弹寻的器可以使用两个不同的探测器（例如，在1～3μm波段工作的硫化铅和3～5μm波段工作的碲化铟探测器）来检测两个波段中的能量大小，从而识别出红外干扰弹和飞机。     

视线方向上飞机红外特性及大气衰减模型研究

对飞机目标3个辐射源蒙皮、尾焰及尾喷管进行了深入分析,建立了视线方向飞机红外辐射计算模型,并综合考虑大气衰减的主要因素,分析了大气衰减对红外辐射的影响,给出了一种大气透过率的计算方法.最后以3～5μm波段为例,计算了某飞机的红外辐射强度、大气透过率和经过衰减后的飞机红外辐射强度.     

基于辐射通量表观对比度光谱的红外预警卫星探测波段选择方法

选择合理的探测波段是设计红外预警卫星需要解决的重要问题.提出了一种基于点目标辐射通量表观对比度光谱确定红外预警卫星探测波段的方法.论文首先建立了较完善的火箭尾焰表观对比度光谱计算模型,进一步建模计算了典型液体和固体火箭尾焰在不同高度的红外辐射特性,使用通用大气辐射传输(CART)软件计算了典型大气条件下的地球/大气背景辐射以及不同高度处大气的透过率和路径辐射,在此基础上以典型液体和固体火箭为例,计算了尾焰在不同高度处的辐射通量表观对比度光谱.结果表明:不论液体还是固体火箭,在2.55~2.85μm和4.19~4.48μm波段的辐射通量表观对比度都比较大,红外预警卫星工作波段可以选为上述波段.     

战斗机3～5μm波段红外特征空间分布及低发射率材料隐身效果分析

对典型战斗机在3～5μm波段范围内的红外辐射强度空间分布进行了数值计算,研究了红外搜索跟踪系统对目标的探测距离计算方法,考虑了大气透过率的影响,并分析了采用低发射率材料后战斗机的隐身效果.红外辐射特征的计算采用自开发软件NuAA-IR进行,探测距离的计算通过自编程完成,计算结果表明采用低发射率材料后战斗机在3～5μm波...     

菲涅尔透镜及其应用

根据红外传感器的工作原理,可分为热型和量子型两类。热型红外传感器也称热释电红外传感器(PIR)或被动型红外传感器,有以下特点:(1)由于远红外线不受可见光影响,故可不分昼夜连续检测;(2)由于被测对象自身发射红外线,故可不必另设光源; (3)大气对某些特定波长(如8-14μm)红外线吸收甚少,故较易检测到,因此在防盗、     

红外传感器在速度测量中的应用

红外传感器采用红外线对射管阵列,实现多点测量,得到运动物体在测量点的即时速度和阶段的加速度信息.与传统红外传感器相比,采用分离式模式,分离距离可达到5 m以上,红外线对射管阵列间距可分辨1 cm精度,精度较高.详细分析了红外线对射管阵列的驱动模式,由脉冲方式驱动红外线发射管的工作模式,能够有效滤除强光中的红外线干扰.描述了有源滤波方式,能够滤除由周围物体反射接收到的红外线干扰.红外传感器加工简易、便于观察且携带便利.其单元化设计为装置的前端设备速度信息采集部分,可用于公路、工厂等需要测量运动物体多点即时速度和阶段加速度环境.     

便携式红外热像仪

主要技术指标： 1.热红外波段： 波段：8～12μm 视场：9° 焦距：90mm 相对孔径：1 像素数：320×240 像元尺寸：38μm×38μmNETD：0.08℃（30℃时）     

法国Sofradir公司发布用于导弹告警系统的新型多波长红外探测器

据http：//compoundsemiconductor.net网站3月29日报道,作为用于军事、空间和工业方面的先进红外探测器的开发商和制造商,法国Sofradir公司当天宣布他们已经发布了一款名为Altair的新型双波段红外探测器。该探测器工作在3μm～4μm和4μm～5μm两个中波波段,     

海空背景下目标温度场远距离测量研究

红外热成像系统在靶场试验中具有广泛应用,利用热成像系统对海空背景下舰船目标的辐射温度测量是获取舰船辐射特性的重要途径。根据海面舰船目标的辐射特点,考虑海面背景和天空背景的红外辐射、红外辐射在大气中的衰减及程辐射,对3～5μm和8～14μm 2个红外波段目标温度测量进行了分析。     

飞行器红外隐身性能评估方法研究

针对飞行器的红外隐身问题, 计算了红外辐射在大气中传输的透过率, 建立了考虑背景辐射的红外隐身性能评估模型, 提出了临界辐射强度的概念, 建立了由临界辐射强度和作用距离关系曲线求解红外系统作用距离的方法。在 3～5.m波段和 8～12.m波段, 计算并分析了温度、相对湿度、大气能见度和海拔高度等大气参数对作用距离的影响。以某型飞行器为例, 分析了红外隐身性能, 给出了红外辐射强度和作用距离的定量关系。     

基于短波红外波段的Ⅱ类水体MODIS影像大气校正算法

提出了一种基于短波红外(SWIR,short wave infrared)波段离水反射率为0的Ⅱ类水体大气校正算法.采用MODIS的1.240μm和1.640μm两个SWIR波段的反射率计算出了可见光及近红外(NIR, near infrared)波段气溶胶散射反射率,进而反演得到了这些波段的离水反射率.应用该算法对中国东部近海及湖泊的Ⅱ类水体进行了大气校正,并与实测数据和常用的大气校正算法进行了比较分析,结果表明该算法能够有效地去除大气的影响.