红外系统光谱匹配因数

本文从最基本的红外系统－探测器对辐射源的响应出发，导出了辐射源组合系统的光谱匹配因数表达式。并在１￣１４μｍ波段范围内计算了常用红外探测器ＨｇＣｄＴｅ、ＩｎＳｂ、Ｐｂｓ对３００Ｋ、５００Ｋ、８００Ｋ、１０００Ｋ黑体辐射的光谱匹配因数。总结了这些红外探测器对不同温度黑体辐射光谱匹配因数的变化规律，可供红外系统设计者参考。     

来袭飞机的红外辐射及其大气传输特性研究

研究了来袭飞机的三个主要红外辐射源(尾焰、尾喷管和蒙皮)的红外辐射特性,以及各自主要辐射波段在大气中衰减的情况。通过优化模型,计算得到了其各自主要辐射波段的红外辐射强度。并根据三个辐射源各自主要辐射波段的大气透过率的计算,得到经过相同大气路程衰减后,最终到达红外探测器的辐射强度。     

TGS和LiTaO_3探测器可见区和近红外区光谱响应的测量

国产TGS(硫酸三甘肽)和LiTaO_3(钽酸锂)探测器是近两年研制成功的热释电探测器。可用于可见、近红外和远红外的分光测量。为了精确地探测和研究辐射源的光潜能量分布,必须知道所用探测器的光谱响应,所以光谱响应是探测器的重要性能指标之一。探测器光谱响应的测量,一般多以热电偶作为无选择性探测器进行比较测量。但由于热电偶的光谱响应对所有波长并不都是常数,其相对光谱响应如图1所示,所以对比法测量有不足之处。本测量采用标准辐射源法直接测量和计算了TGS和LiTaO_3探测器在可见区和近红外区的光谱响应,并附带测量了光电倍增管和硅光电池的光谱响应,以资比较。     

热辐射的数字模拟

本文由普朗克辐射方程出发,给出了在有限波长间隔λ_1～λ_2内辐射出射度M_e(T,λ_1,λ_2)、辐亮度L_e(T,λ_1,λ_2)、光子出射度M_q(T,λ_1,λ_2)及其对温度的变化率(?)M_(eλ)/(?)T、(?)L_(eλ)/(?)T、(?)M_(aλ)/(?)T的积分计算的级数表达式,并在IBM-PC机上全面地编制了有关黑体辐射计算的BASIC通用程序,这一工作对于热成象系统的分析与模拟具有实际意义。     

红外辐射的光谱效率和工程最佳值

本文提出了红外辐射光谱效率的概念,并导出了红外辐射源工程设计中为获得最大效率所应遵循的新关系式。一、引言众所周知,任何一个热辐射源,在产生最大光谱辐射度的温度T_m和波长λ_m之间,应满足下列的维恩位移定律: λ_mT_m=b=(2897.8±0.4)微米·K(1)这个定律,只是从物理学的观点给出了一个热辐射体的光谱辐射特性。实际上,从红外辐射源工程设计的观点来看,往往感兴趣的     

海面导弹中波红外辐射计算

介绍了一种红外系统对海面低空飞行导弹最大探测距离的计算方法,建立了以涡喷发动机为动力的导弹全向中波红外辐射和海面水平传输计算模型,针对导弹中波红外辐射及其在大气中的传输衰减和红外探测器对导弹红外辐射的响应在不同波长时皆为非均匀的特性,提出了将导弹在3～5μm波段的红外辐射分成若干小区间计算,与对应小区间大气的海面水平传输衰减和红外探测器光谱响应曲线相对值综合后,计算红外探测系统对导弹最大探测距离的方法。最后,将理论计算结果与试验测试数据进行了对比,结果显示理论计算结果与试验测试结果有较好的一致性。     

辐射源温度与测试D用黑体温度不同时,红外系统计算的修正

红外探测器的归一化探测率D~*和单色探测率D~*(λ)是对不同辐射源测量的。本文参考资料[1]中积分灵敏度和光谱灵敏度的关系,推导了D~*与D~*(λ)的关系式。辐射源的温度与测试D~*用黑体温度不同时,红外系统计算不能直接引用D~*;辐射源不是单色光时也不能直接引用D~*(λ)。在一些资料等中,作了倚化假设,仍直接用D~*作系统的计算,本文作者认为有进一步探讨之余地。本文以无背景辐射下系统信噪比的计算为例,引用了D~*和D~*(λ)推导中的处理方法,并参考[1]中有效辐射的概念,推导了任意温度辐射源的连续光谱照射下探测器信噪比的表达式。文中提出了用D_(max)~*及有效辐射功率P_(?)替代D~*及真实辐射功率P来进行计算的修正方法,以供批评讨论。     

高温石墨的近红外辐射及实时温度测量

本文讨论了高纯石墨表面单色辐射率ε_(λ,T)(λ=0.9/zm)在1000℃-3000℃范围内的变化,以及ε_(λ,T)对温度测量的影响。实时测温系统由红外辐射探测装置、光纤传导、微机数据采集、显示等部分组成。在石墨炉原子吸收光谱分析应用中,该测量系统除显示原     

自适应光学中的大气色散效应

用Zernike多项式展开的方法讨论了双波长自适应光学系统中的大气色散效应。根据位相展开系数的双频相关求得了大气色散产生的剩余位相误差。结果表明:虽然大气色散会使位相补偿不完全,但用比发射激光波长更短的光源为信标,并将信标位相畸变量与比值λ_2/λ_1(信标波长/发射波长)的乘积作为位相预畸变,能较好地校正发射光束的位相畸变。     

红外辐射测量的计算和标定

红外辐射测量的基本参数为辐射度、辐射强度和辐射光谱。本文描述这些基本参数的表达式和物理意义。标定辐射测量系统的条件主要有:(1)具有经过标定的辐射源和足够的辐射数据。(2)精确掌握辐射计的性能参数,主要是系统的光谱响应、分光特性,视场和视场均匀性,输出线性范围,调焦特性,基准辐射源特性,信号处理电路特性等。(3)有足够精确的大气透过特性     

简易双波段光谱辐射计的设计及标定方法

设计了一台简易双波段(1.315±0.020 μm,3.6～4.2 μm)光谱辐射计(以下简称辐射计)来替代全辐射计,并对该台辐射计的光谱辐亮度标定方法进行了探讨.该辐射计包括前置光学系统、精密机械调制器、准直镜、平面摆动反射镜、双路单元探测器(InGaAs探测器和PbSe探测器)和锁相放大器以及A/D和单片机等.标定方法:在1.315 μm波段,用标准辐射计和积分球光源,对辐射计进行标定;在3.6～4.2 μm波段,用大面积标准黑体辐射源、腔型黑体辐射源,标定辐射计的光谱辐亮度.通过实验数据统计的方法建立探测器数码输出DN值与对应的辐射计的光谱辐射亮度B的关系,得到辐射计的光谱辐射亮度响应度R.     

半导体二极管

发展了一种红外发光二极管(IRED)辐射波长和强度的积分式(非分光)测试技术。它采用两只不同光谱响应的光电探测器,一只探测器的相对光谱响应在足够宽光谱范围内修正成常数,另一只探测器电按要求用滤光器修正。辐射强度可由相对光谱响应为常数的探测器测量;通过对测得的两个光探测器光电流之比与波长关系的数据进行处理,可以快速获得 IRED的辐射波长。以 MCS-51单片机和上述两个光电探测器及它们的有关电路组成了一台样机实现这个原理。仪器具有高速实时,稳定性好及智能化的优点。参5     

InSb光伏红外探测器分谱量子效率η(λ)温度关系的研究

InSb红外探测器的光谱响应范围在短波端与光电倍增管相衔接并恰能覆盖1至5微米大气窗口,因此一直受到普遍的重视。InSb(PV)探测器通常在液氮温度(77K)下工作,关于进一步降低工作温度的利弊,国外公认的看法是,当波长λ<2.5μm时,由于受热噪声限制,降温将提高D~(?)值,而在λ>2.5μm后,由于器件进入背景噪声限,加之量子效率随温     

基于高温黑体的傅里叶光谱测量系统响应度分段线性标定

傅里叶红外光谱仪（FTIR）光谱响应度的标定工作是FTIR红外光谱精准测量的基础。基于中国计量科学研究院（NIM）的ThermoGage HT9500型高温基准黑体辐射源,对NIM搭建的FTIR高温黑体红外辐射特性测量系统的光谱响应度,通过分段线性标定法进行了标定实验。建立并描述了FTIR测量高温黑体红外辐射特性系统响应度函数标定模型,并通过测量的黑体辐射源在1 273~1 973 K温区、1~14 m宽频谱内的红外光谱,对FTIR测量系统的光谱响应度进行了标定实验研究。结果表明:分段线性标定FTIR红外光谱测量系统方法具有良好可靠性。1 373~1 873 K温区的测量光谱与基于黑体标定的计算光谱在1~14 m频谱内平均偏差优于1%,黑体光谱辐射亮度峰值波长上反演得到的黑体计算温度与实际温度偏差优于0.45%。     

Er~(3+)离子及ErP_5O_(14)晶体的光谱性质

根据ErP_5O_(14)的吸收和荧光光谱,用Judd—Ofelt理论计算了在此晶体中Er~(3+)的强度参数Ω_λ(或τ_λ),由此计算了激光能级辐射跃迁速率、辐射寿命、荧光分支比和积分发射截面等光谱参数。提出了在Peap与强度参数的总和之间存在直线关系的经验公式。讨论了ErP_5O_(14)作为激光材料的可能性。     

锑化铟光电探测器的远距离激光干扰研究

激光器性能(功率、波长、发散角等)、激光大气传输特性等直接影响激光对光电探测器的远距离干扰效果。测量得到锑化铟光电探测器的光谱响应曲线及饱和功率密度阈值曲线,利用MODTRAN软件分析了两种特定传输路径下大气传输透射率随激光波长的变化曲线。结合中红外波段激光器的发展现状,分析了特定激光器的大气传输透射率,计算得到了利用氟化氘激光器和光参量振荡器有效干扰锑化铟探测器所需的激光功率阈值。     

用PL谱评测多量子阱红外探测器外延材料

对GaAs/AlGaAs多量子阱红外探测器外延材料进行了光致荧光谱(PL)测量,结合理论计算,由材料吸收峰位置得到势垒高度以及势阱基态位置,并由此推算出相应的红外探测响应波长。推算结果与器件光电流实验值的对比表明,由光致荧光谱(PL)测量结果计算得到的响应波长与实际器件的响应波长有良好的一致性。     

红外器件

001 红外探测器 Bauelement der infrarottechnik,K.J.Stahl,Elek.Anz.,1972,Vol.25,no.21,pp.379-385. 研究了红外探测器及红外辐射源。提出气体激光器(He-Ne,Xe,I,CO,CO_2,H_2O,HCN)和半导体激光器(GaSb,InAs,PbS,InSb等)的辐射波长。真功率。示出光谱灵敏度曲线及热和光电器     

热象仪辐射接收器的质量标准

正确选择辐射接收器件是任何热象系统有效地工作的必要条件,而光电接收器的质量标准常以下式表达:Q=Δlnλ_有效D_m~＊(1-e~(-τ/T))(1)式中,τ——输入脉冲的最小脉宽;T——光电接收器的时间常数。但这种质量标准有若干缺点。1.事实上,式(1)是假定系统的灵敏度阈值,可通过选择接收器达最小,Q值达最大,但它取决于脉宽为τ的输入脉冲的小尺寸辐射源。式中括号内的因子完全决定着     

锑化铟红外热像仪测温的大气修正计算

基于红外辐射理论,推导出了红外热像仪测温的基本公式;根据锑化铟的光谱响应度,计算出了锑化铟红外探测器的响应电流与被测物体真实温度的数值关系;进一步的计算出了在大距离上大气传输导致的红外热像仪的测温相对误差值.