基于时域相移技术的结构光三维微纳形貌检测方法

针对微纳器件三维形貌快速检测及重构中的高精度和高速度难以兼得的技术难题,本文提出一种基于时域相移技术的结构光检测方法,通过空间光调制器对测量光进行调制,结合时域相移技术实现微纳器件三维形貌检测和重构.相比传统的结构光检测方法,本技术在样片轴向扫描的同时,利用空间光调制器进行相移测量,保证测量精度的同时提高测量的效率.通...     

面向定量化红外遥感的热电堆探测器定标技术

从红外遥感信息定量化的发展要求出发,分析了测辐射热计、热电堆探测器和热释电探测器的响应特性,选择薄膜热电堆探测器TS-76作为传递标准探测器.搭建高精度光谱响应率定标系统,使用宽波段可调谐激光器和绝对低温辐射计对TS-76探测器的线性、空间均匀性以及重复性进行了标定.按照国际通用不确定度评估规范,对光谱响应率测量结果进行不确定度分析和评估,联合不确定度小于1.5%,并根据实验结果提出实现高精度中远红外辐射定标的技术方案,证明基于热电堆探测器的红外辐射定标技术可以有效缩短标准传递的链路,提高定标的精度.     

Chirp_z变换在红外光谱细化中的应用

用傅里叶红外光谱仪对红外光谱进行测量时得到的是整个波带内的光谱图,有时我们只关心某一波段的光谱图,这时就必须对光谱图进行细化.本文将Chirp_z变换方法用于红外光谱的细化,利用该方法的局部光谱细化能力,有效实现了红外光谱图的局部放大.该方法可以在采样点数不变的情况下实现任意波段范围内的红外光谱图的细化,同时由于局部范围内采样分辨率的提高,将获得更高精度的红外光谱图.理论推导和实验结果表明,Chirp_z变换具有精度高,速度快和灵活性强的特点,具有很高的工程应用价值.     

手持式红外测温仪的研究设计

智能红外线测温仪是采用STC89C52RC新型单片机作为处理器。通过逐点分析的方式,即把物体一个局部区域的热辐射聚焦在单个探测器上,并通过已知物体的发射率,将辐射功率转化为温度。光学系统的任务是汇聚辐射体发出的红外辐射,使能量更加集中,经调制器把红外辐射调制成交变辐射,交变辐射输入到光电探测器中,光电探测器的关键部件是红外传感器,它的任务是把光信号转化为电信号,从光电探测器输出的电信号被送进信号放大器由电子线路进行处理,并按照仪器内的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值,最后由显示器给出被测物体的温度,可方便的对测量结果进行实时监控,从而实现远红外测温仪的自动化和智能化。     

钢和铝TIG焊光电熔透信号的提取

采用PbS红外探测器构成的熔透测量系统,测量了钢和铝TIG焊焊缝背面受热区发出的光电熔透信号。在铝TIG焊接中,采用一定的熔透分辨措施,以利于探测高温熔化区的辐射信号,而抑制低温近缝区的辐射信号。采用成本低廉的截止滤光片获取特定的测量波段就能很好地实现这一措施。     

高精度光学表面的OFHC铜反射镜抛光技术

已研制出用于红外波段光辐射的特殊光样品－高精度光学表质量的无氧高导铜平面板射镜。本文描述了此种铜镜基底的抛光技术。讨论了材料的选择，基底成形精度及抛光工艺研究，给出了最终光学表面的测量结果。     

高复现性波片测量方法和实验

建立了一种高精度波片位相延迟量的测量装置，它以磁光调制式１／４波片法为基础，其测量精度优于ＫＤＰ电光调制检测法。本文介绍了磁光调制器的设计，总结了磁光调制方法的最优解调特性，提出了测量装置的结构，其中强调了磁光调制器必须放置在标准１／４波片之后以满足最优解调特性。误差分析表明，环境温度和机械安装是影响测量精度的重要因素。实验对同一批波片进行了长时间多次重新安装测量，其复现精度优于２０′     

战术弹道导弹再入段红外辐射特性分析

为了有效地获取再入段导弹的红外辐射特性,对其测量方法进行了研究。将不同时刻的目标距离和测量角作为已知量,利用非线性回归的方法估算目标运动参数,根据大气在高度85km以内的温度分布规律来估算由于气动加热后的目标蒙皮温度,进而分析迎头方向上的红外辐射特性。分析结果表明,反导系统红外探测器在再入飞行段的最佳工作波段是短波和中波。     

论红外辐射测温中的几种干扰

本文论述了红外辐射测温中各种干扰的分类和各种干扰产生的机理。这些干扰包括光路中的干扰、外来光干扰和黑度变化产生的干扰。文中还叙述了克服或减小上述各种干扰的措施。最后叙述了杯形表面辐射温度计(又名前置反射器辐射温度计)的一般结构和原理。利用这种辐射温度计可以测量黑度大于0.5的任何工业表面的真实温度,这些表面可以是光滑的、粗糙的或者是静止的和移动的。     

地球红外辐射对大气层外红外测温的影响

针对环境辐射对弹道导弹防御(BMD)系统大气层外红外测温精度的影响问题,本文提出了分析地球红外辐射对红外测温精度的影响的方法.该方法根据双波段红外测温的原理,导出了考虑目标反射的地球红外辐射后,红外传感器对目标测量的色温计算公式,并给出了测量误差的分析方法.然后本文以BMD系统大气层外杀伤器(EKⅥ红外传感器为例,利用蒙特卡洛方法,分析了在假定的典型场景下,地球红外辐射对测温精度的影响程度.分析表明,地球红外辐射将使EKV红外测温的精度明显降低.     

通道式辐射计的相对光谱响应率定标

为配合气象卫星的在轨辐射定标,利用自行设计的宽光谱辐射定标系统配合高精度陷阱探测器,采用光谱替代法为试验中所需的可见、近红外辐射计和近红外、短波红外辐射计进行了高精度相对光谱响应率定标.详细叙述和分析了定标过程以及影响测量结果的不确定度源,其最终合成不确定度为3.21×10-3,满足了定标精度要求.     

光脉冲欠采样宽带数字测频方法的设计与分析

为了突破高速电模数转换器采样速率和时延控制精度对测频带宽的限制,丈中提出了一种采用光脉冲欠采样的超宽带、高分辨率数字测频方法。利用被动锁模激光器的超短光脉冲,产生间隔可控的多波长光脉冲串,通过电光调制器,对待测信号进行采样,最后通过光探测器阵列转化为电信号进行测频计算。此方法利用光脉冲的采样带宽高、时延控制精确、波分复用技术等特点,结合欠采样的Multiple Signal Classification算法进行宽带频率测量。通过对实际应用条件进行的数值模拟和理论计算表明,该方法可以实现20GHz带宽范围内的高精度多信号频率分辨。     

应用于弹丸跟踪测量的红外器件工作波段选择

目的：探讨利用红外焦平面热像仪对常规快速弹丸目标进行跟踪与测量，以提高对弹丸目标的跟踪测量能力。方法：对靶场试验中常用弹丸目标的光谱辐射特性，背景辐射特性以及大气透过率进行了综合理论分析，并在理论分析的基础上结合试验结果进行分析，结果：对工作波段3um-5um,8um-12um的红外焦平面热像仪以及可见光电视的探测能力进行了比较。结论：响应工作波段为3um-5um的红外热像仪最适于作常规弹丸目标的跟踪测量设备。     

红外测量系统动态测角误差分析

介绍了一种光电测量设备红外测量系统动态测角误差检测方法，该方法是通过将红外系统测量数据与主摄影系统测量数据相比对，并对红外系统与主摄影系统平行度进行了定点修正，且与主摄影系统动态测角误差合成后实现的，叙述了检测设备的组成、检测方法、数据处理过程及测量结果，这一检测方法适用于具有摄影系统的光电测量设备的红外系统和电视系统等其它分系统动态测角误差的检测。     

光脉冲欠采样宽带数字测频方法的设计与分析

为了突破高速电模数转换器采样速率和时延控制精度对测频带宽的限制,文中提出了一种采用光脉冲欠采样的超宽带、高分辨率数字测频方法.利用被动锁模激光器的超短光脉冲,产生间隔可控的多波长光脉冲串,通过电光调制器,对待测信号进行采样,最后通过光探测器阵列转化为电信号进行测频计算.此方法利用光脉冲的采样带宽高、时延控制精确、波分复用技术等特点,结合欠采样的Multiple Signal Classification算法进行宽带频率测量.通过对实际应用条件进行的数值模拟和理论计算表明,该方法可以实现20GHz带宽范围内的高精度多信号频率分辨.     

多通道自校准热红外辐射计实验室定标及比对验证

热红外辐射计在获取野外地物信息和验证遥感卫星观测数据方面起着至关重要的作用，其定标精度直接影响到遥感数据分析的精度和应用的水平。探讨多通道自校准热红外辐射计的设计思想，进行了实验室定标实验和重复性实验，验证了长时间运行状态下仪器测量数据的水平，得到仪器辐射亮温的不确定度为0.27 K。与主流辐射计进行了实验室测试分析，对比二者所得定标结果的准确性，多通道自校准热红外辐射计最大偏差值为0.26℃,整体偏差在0.3℃以内，通过户外草地测试实验验证了仪器的测量水平。结果表明多通道自校准热红外辐射计具有较高的精度水平，能够满足外场长时间、多通道、高精度的工作要求，为外场定标提供了有力的数据支撑。     

对沙尘粒子的单粒子散射、消光与吸收研究分析

大气沙尘通过散射、吸收太阳辐射和吸收、发射红外辐射直接影响大气系统的辐射能收支,从而影响区域或全球的气候及生态环境。本文通过数值法研究了近红外和中红外波段电磁波所受沙尘粒子的散射和衰减特性。     

双波段红外隐身技术研究

研究了红外辐射率对双波段红外隐身效果和辐射温度的影响.结果表明,当材料的辐射率降低到0.50左右时,足以满足目标的红外隐身要求;相同辐射率目标中远红外的辐射温度不同,中红外辐射温度比远红外辐射温度低,目标红外辐射率越低,中远红外辐射温度差就越大,且目标中远红外波段辐射温差为目标表面辐射率的函数;为了获得良好的双波段红外隐身效果,目标所处背景宜选择那些具有不同辐射温度的斑驳背景.     

红外测温误差离线校准方法研究

红外双色测温法由于其不干扰温场、响应速度快等优点,广泛应用在冶金、电力和电子等工业行业.由于磨损、老化以及使用环境、温湿度等各种因素的影响,测温系统测量数据会出现不同程度偏差.本文基于非调制双色红外测温系统,分析了红外测温系统的误差来源,基于三次样条插值实现了多台设备快速高精度校准.结果表明,经三次样条插值算法拟合过的数据可以满足测温精度的要求.     

深低温星上定标黑体源研究

为匹配红外空间载荷低温光学镜头的光学性能,降低背景噪声,实现载荷高精度星上定标,研制了一种基于制冷机主动制冷的深低温星上定标黑体源装置（低温100 K工作）,该星载黑体源装置由面黑体辐射体、低温制冷机主动制冷系统、冷量传输热管及精密测控温系统组成,通过载荷级真空辐射定标实验校验,最终实现红外遥感器对星上定标黑体源宽光谱（2～16μm）、高发射率（0.987）、深低温（100 K）的高精度定标源需求。该深低温星上定标黑体源可用于对极远极冷极弱目标探测的红外载荷星上辐射定标,其高精度、低功耗、通用性的工程化设计方法,为后续相关研究及推广提供技术支撑。