大口径红外光电系统辐射定标及误差分析

为了实现对大口径红外光电系统的辐射定标,建立了基于大面源黑体的辐射定标系统以及基于红外单色照明光管的光谱定标系统.利用腔型黑体、连续可变滤光片CVF和平行光管组成红外单色照明光管,对红外系统进行光谱定标,确定系统归一化相对光谱响应函数.利用大面源黑体覆盖红外系统入瞳和视场,对红外系统进行辐射定标,确定系统绝对辐射亮度响...     

红外瞄具温度应力可靠性检测系统研究

为了检测红外瞄具在高低温恶劣环境下对不同波长的红外目标成像可靠性,利用黑体和平行光管组成的光学系统模拟无穷远红外目标,红外瞄具置于高低温环境下,CCD采集红外瞄具对红外目标所成的像,从而判定高低温下红外瞄具成像质量。所设计的平行光管视场大,各波长对应焦平面处在20 lp/mm空间频率下的MTF均高于0.2。同时为了实现快速准确地在检测系统中提供稳定的-55~70℃的高低温实验条件,采用一种基于自适应模糊PID温度控制技术。采用自适应因子将模糊推理器和PID控制器相结合,通过在线自调整控制参数,进一步提高了PID控制器的性能和系统的控制精度。实验表明该方法提高了常规PID控制的动态响应过程并保持无静态误差,其控制精度可达0.05℃。     

浅谈红外测试标准的传递

简述了目前红外测试标准传递的体系,红外标准从国家级红外辐射计、凝固点黑体、传输标准点温仪或者可变温度黑体或者标准探测器到用户黑体依次进行传递.目前对红外参数标准的传递和测试设备的校准,集中在黑体的校准、探测器响应曲线的校准、光学系统反射率、平行光管的透过率的校准上.通过对这些关键部件性能参数的校准,可以保证红外测试的精度.分析了影响NETD测试不确定度的几个因素,高精度的黑体是测试高灵敏度红外探测器和红外热像仪的必备条件之一.华中光电技术研究所建立了用户红外标准传递体系,其红外标准可以回溯到美国国家标准与技术监督局.其红外测试精度与国外公司的测试结果的偏差在10%以内.给出了我国建立红外测试标准的建议.     

平行光管杂散辐射对红外辐射定标影响的分析

利用黑体与平行光管组合是红外辐射定标的重要手段之一。然而,由于平行光管自身存在热辐射,会在系统探测器上形成杂散辐射噪声,如果不进行处理,将产生定标误差,影响定标精度。建立了平行光管杂散辐射理论模型,定量分析不同工作温度、不同表面发射率下镜面的杂散辐射,确定杂散辐射对红外辐射定标的影响。同时提出杂散辐射修正措施,消除平行光管杂散辐射对红外辐射定标的影响,提高红外辐射定标的精度。     

便携式红外瞄准镜瞄准基线检测系统研究

设计了一种便携式红外瞄准镜瞄准基线检测系统,用于检测红外瞄准镜的光学瞄准基线偏差即零位走动量。系统研制了离轴抛物面反射式平行光管和双控差分黑体,为检测系统提供红外平行光,作为被试品瞄准的无穷远红外目标;设计的平行光管焦距为600 mm,数值孔径1/5;研制的差分黑体温控精度为0.1 ℃,经试验验证,系统可满足0.7 mil的被测系统精度定性要求,使用方便,满足了生产上快速检测的需要。     

便携式红外靶标发生器的研制

介绍了一种适用于工作现状及技术阵地快速检测热成像装置ＭＲＴＤ的便携式红外装置,它由红外光学系统,靶标,面源黑体,温控装置及显示装置组成。靶标和面源黑体组成的温差源通过红外光学系统成像到远限远,模拟无限远目标,供给热成像装置接收。光学系统采用摄远物镜结构实现便携要求,靶标及面源黑体的温度采用温控仪探测,由Ｚ８０单片机进行对温控仪的数据采集处理和显示,并通过一定方法的温控过程保证靶标与面源黑体之间温差     

折射式红外平行光管设计

针对导弹红外成像系统调试和测试的需要,设计了一种折射式红外平行光管。平行光管由准直物镜、红外靶、红外靶温度控制系统和镜筒等部分组成。准直物镜采用柯克3片式结构,且为像方远心光路,红外靶由镂空的铜板靶面和靶面后面的黑体组成,红外靶控制系统控制红外靶温差在0.2~8℃可调。对准直物镜的成像质量进行了分析,并给出了红外靶温度控制原理图。     

地基目标光学辐射特性测量系统设计

光学特性测量技术在导弹突防领域、光学侦察和作战效果评估等领域中具有非常重要的作用。为了更好地发挥光学特性测量系统红外辐射特性测量的作用,对特性测量系统的高精度标定是非常必要的。根据研制的某型号地基目标光学特性测量系统的要求,论述了3种标定的方法,采用高精度间接扩展源法作为该系统的标定手段。从总体角度详细介绍了跟踪测量系统、黑体系统和大口径离轴平行光管的设计,使得特性测量系统具有口径为1 000 mm的跟踪测量设备、用于标定的工作温度范围在50～300 ℃的腔型黑体以及口径为1 100 mm离轴平行光管。这样地基目标光学辐射特性测量系统不仅具备了高精度的辐射标定能力,同时也具备了高精度的测量能力。     

基于ZEMAX的红外光学系统设计与优化

阐述了该光学系统研究的意义,确定了基本设计原则。然后进行了平行光管和望远镜的高斯光学结构模型及设计,建立了具体的数学模型并进行求解。最后根据目标耦合光路结构,利用ZEMAX软件对该光学系统进行了优化设计,对优化结果进行了像质评价,得出了结论。该系统解决了红外光学精确制导系统动态跟踪特性的内场测试的一系列问题,促进了红外黑体跟踪目标地面等效测试的发展,对提升仿真试验技术能力提供了重要的硬件支撑。     

同轴全反红外光学系统自身热辐射测量方法

对红外光学系统自身热辐射进行了评估方式、计算方法和实验测量研究。首先,介绍并比较了两种自身热辐射的评估方式,即有效发射率和等效黑体辐射温度;其次,详细介绍了基于实验结果的自身热辐射的等效黑体辐射温度的计算方法;最后,利用自身热辐射测试平台,对同轴全反型红外光学系统的自身热辐射进行测量实验,并进行了误差分析计算。结果表明:自身热辐射的辐射出射度与光学系统有效F数的平方成正比关系,与透过率成反比关系,和自身热辐射的灰度输出与积分时间之间的线性系数成正比关系,计算出该同轴全反型红外光学系统的自身热辐射的等效黑体辐射温度为217.3 K,经测量和计算出背景模拟板的辐射亮度误差为8.5%,自身热辐射的灰度输出与积分时间的线性拟合系数的相对不确定度为0.2%,并说明探测器在510-4 Pa中具有良好的稳定性。     

点目标的红外辐射特性测量方法

首先给出了红外辐射特性测量的基本原理,对于点目标,由于光学系统的衍射作用,经过光学系统成像为一个弥散斑,由于弥散的原因,点目标的辐射特性测量精度一般都非常低,针对这种情况,提出了一种基于辐射能量守恒的点目标辐射特性测量优化算法,给出了算法的具体原理和实现过程;最后,为了验证算法的有效性,在实验室里利用平行光管和点目标模拟装置进行了点目标辐射特性测量实验,并对试验结果进行了系统分析,结果表明,经过优化算法后,点目标的辐射测量精度优于10%,表明点目标辐射特性测量优化算法在实际应用中有很广泛的前景.     

扰动环境中红外平行光管光路的优化设计

为了降低在振动环境中红外平行光管形变量对检测精度的影响,提高红外平行光管结构设计的合理性,文章应用有限元原理通过ANSYS软件对一种由离轴抛物面反射镜和平面反射镜构成的红外平行光管进行了模态分析,得出系统的固有频率和平行光管壳体的形变量分布,为改进平行光管结构提供了理论依据,进而提出了一种红外平行光管的改进光路,该光路不仅能提高在振动环境下红外平行光管的检测精度,而且能够减少红外平行光管的体积和质量.     

弹标模拟器光辐射测量系统设计

某型导弹控制系统原位检测需要平行光管模拟导弹弹标。在使用过程中,以平行光管为基础研制的弹标模拟器光学系统元件会因时长老化变形而影响模拟的精度,造成原位检测的不准确,所以在原位检测前期需要对弹标模拟器进行测试计量。基于检测弹标模拟器的实际需要,从光学和电子学两方面设计了光学弹标模拟器测量系统,展示了系统技术指标,通过计算得出系统所需要的器件规格。建成之后将应用于弹标模拟器及其他光学装备点光源辐射的普适性测量。     

便携式红外系统检测仪

针对红外系统检测设备的小型便携化需求,分析了检测仪的基本组成及对其进行小型设计的重点部位,分别从优化设计指标、采用离轴抛物面多次反射光路设计、选用硬铝作为镜片加工材质等方面对红外平行光管进行了优化设计,有效减小了光路系统的体积,减轻了平行光管的重量。采用紫铜辐射面、热电制冷器、散热片等构造了小型高效的黑体辐射源结构,设计了温度控制驱动电路,实现了小型轻量的面源黑体。所研制的检测仪整机重量小于15 kg,实现了小型便携,并取得了理想的应用效果。     

红外目标与干扰模拟器光学系统研究

介绍了带有两个干扰的红外目标与干扰模拟器的光学系统；它采用两个黑体分别作为红外目标和干扰模拟辐射源，通过两个摆镜产生两个不同方向，不同速度和不同时间的干扰。     

测试装置空间分布对红外相机噪声等效温差测试的影响

红外相机的噪声等效温差（NETD）是评价成像质量的一项重要准则。红外相机NETD测试装置中的黑体辐射源、靶标、入瞳（平行光管加待测相机）三者的位置、口径需要满足一定的数学关系，否则会降低测试精度。基于几何光学理论、辐射度学，推导出红外相机测试系统中黑体辐射源、靶标、入瞳三者的空间分布关系，研究靶标孔处的测量温度与后方黑体辐射源温度之间的关系，建立数学模型，指导红外相机测试系统的试验，并结合一套测试系统，验证了测试装置空间分布满足本模型要求时，相对误差小于7.4%，否则测试精度迅速下降。分析了以靶标为目标时，靶标孔处的温度均匀性和稳定度的变化。     

基于WMPS的多光谱光轴平行性检测系统设计

设计了一种新型多光谱多光轴武器装备通用化的光轴平行性检校系统。采用高精度平移平行光管的方法,使平行光管出射的平行光束分别进入武器平台各个光电系统,由平行光管产生无限远白光、微光、红外目标,对待检测多光轴武器系统进行光轴平行性检测。利用WMPS单发射站测角模型,结合摄影测量PNP问题,建立高精度空间坐标定位系统,对平行光管在移动过程中进行精准位置姿态测量,并根据测量结果进行高精度姿态恢复,保证平行光管平移精度。该系统能够适用于多种不同类型光电武器装备,实现自动化检测,并给出了数字化光轴误差量,具有良好的通用性和可扩展性。     

一种光学对准器视差检测方法研究

针对小视场光学对准器视差无法利用传统方法借助平行光管检测的问题,通过专用组合工装、二轴位移台、经纬仪和光学平台搭建一个视差检测系统,它是以光学经纬仪为测量基准,然后通过专用工装将光学对准器固定在光学平台上,调整好经纬仪后,移动导轨至光学系统出瞳的方位或俯仰方向极限位置处检测光学系统的最大光学视差。最后通过试验验证了此系统的稳定性,且该方法简单易于操作,测量结果精确直观。     

水冷黑体外壳及其断水报警

工作温度高于室温的黑体,如果它的外壳温度不是室温,用来检测红外元件或定标红外仪器,来自黑体外壳的辐射将起干扰作用,使测量受到严重影响。故作为一个红外标准辐射源—黑体,降温的外壳机构是不可忽视的。     

信息集锦

动态红外景物投影仪动态红外景物投影仪是凭借电子光束寻址膜镜空间光调制器技术研制成功。整个系统由一个膜镜SLM、一个RS-170视频电子电路控制器,及一个使用激光光源或非相干黑体源的读出光学系统组成。系统的输出特征包括大的动态范围、灰度性能,高辐射率,大的模拟温度范围和精细