基于LED的紫外光通信系统研究

针对现有基于低压汞蒸气灯日盲紫外光通信系统通信速率低、驱动电压高、光源响应速度慢、电光转换效率低和功耗过高等问题,提出并设计了一套基于LED的日盲紫外光通信系统。该系统以深紫外LED作为光源,用光电倍增管探测微弱光信号,采用脉冲位置调制(PPM)技术和最大似然解调技术,并用现场可编程门阵列完成了调制解调部分的设计与仿真。实验表明,采用深紫外LED和PPM技术,可以大幅度提高系统的通信速率、电光转换效率,同时显著降低驱动电压和系统功耗。     

紫外像增强器用于电力安全检测的研究

随着日盲紫外探测技术的快速发展,紫外电晕探测成为电力设备安全检测的主要手段之一.测试了国产碲铯阴极紫外像增强器的光谱响应特性曲线,并计算了太阳辐射照射下,配备有深截止日盲紫外滤光片的紫外像增强器所产生的光电子数,验证了国产碲铯阴极紫外像增强器在深截止日盲紫外滤光片的滤光作用下,可以满足强烈阳光背景下电晕检测的需求.     

紫外通信中探测器的研究

紫外光由于具有日盲特点而使其在通信方面有着特殊的的必要性及优越性,紫外光的探测是紫外光通信和其他常用通信方式的主要区别点。介绍了几类现有的应用于日盲紫外光通信系统的日盲紫外探测器,并对其光谱响应,量子效率等特点进行了分析,得出了各类紫外探测器的适用条件,为器件的选取提供一定的参考并进一步探讨了紫外探测器的发展趋势。     

紫外通讯用真空型光电探测组件的日盲性能分析

分别用光谱测试系统和分光光度计对组成真空型光电探测组件的探测器光电阴极光谱响应和紫外滤光片的透射谱进行测试,并通过对两项测试数据的综合分析来评价组件的日盲性能。设计制作了一套可直观评价日盲性能的系统,指出实现真正日盲紫外探测的理想途径。     

日盲单光子紫外探测器的发展

对于诸如高超音速飞行器的早期探测和预警、以及在日盲紫外波段的应用等非常微弱信号的探测来说,可以光子计数的单光子探测器特别令人感兴趣.雪崩光电二极管( APD)具有高速度、高灵敏度和光学增益大等优点.AlGaN合金易于通过改变摩尔组分来选择截止波长.对于在日盲波段实现单光子灵敏度而言,AlGaN APD是最有希望的半导体器件技术.通过对近年来的国内外相关文献资料的归纳分析,介绍了日盲AlGaN探测器的概念,比较了高超音速飞行器的红外与日盲紫外辐射特征,介绍了基于盖革模式与线性模式APD的日盲紫外单光子探测器的发展动态.     

金属阴极真空型紫外探测器光谱响应测试研究

紫外探测相比红外探测的一个重要优势是背景干净,信噪比高.这一优势充分体现的前提是其日盲特性.本文利用光谱测试系统对制作的金属阴极真空紫外探测器的光谱响应进行测试,并将测试结果与传统的碲铷阴极紫外探测器的光谱响应曲线进行对比,比较了这两类器件的紫外日盲特性,发现金属阴极在日盲特性方面有一定的优势,最终指出该类型器件在某些特殊场合的潜在应用.     

大视场大相对孔径日盲紫外告警光学系统设计

日盲紫外探测系统因其灵敏度极高、虚警率低、体积小、质量轻、结构简单、无需制冷等优点，在紫外制导、紫外通信等多个领域，尤其是导弹告警领域获得越来越多的应用。根据应用需求，设计了一种大视场大相对孔径日盲紫外告警光学系统。首先根据探测距离等任务要求，分析了告警系统光学口径等光学系统性能指标设计要求，结合实际情况进行光学系统选型与难点分析，综合采用三种方法解决了照度均匀性难题，并给出大视场大相对孔径日盲紫外光学系统设计结果，系统在工作谱段0.255~0.275 μm范围内具有优良的像质，且仅采用熔石英一种材料，所有镜面均为球面，公差较松，有利于加工和装调。     

日盲紫外成像技术与应用的若干分析

本文介绍了日盲紫外成像的基本理论和技术特色,简述了技术实现的途径、原理和优势,讨论了极微弱信号检测条件下日盲紫外成像核心器件的需求特性,并对多阳极微通道阵列光电倍增管等几类真空光电成像探测器进行了分析;例举了日盲紫外成像在战术导弹告警、天基紫外预警、紫外搜救等几方面的典型军事应用,包括其简要组成及工作原理,并瞻望了日盲紫外成像技术的未来发展前景。     

真空紫外光源应用及高灵敏度光电探测

介绍了紫外和真空紫外在科研、工农业生产中的应用，以及真空紫外辐射的光电探测。介绍了一种由“高空日盲”阴极制作的真空紫外光电管，并在此基础上研制成功了真空紫外辐射强度测试仪。     

日盲紫外波段电晕成像特性的仿真研究

由于国内对紫外的视景仿真研究较少,本文提出了一种基于日盲紫外波段的电晕成像仿真方法。该方法研究了试验电压和探测距离对绝缘子缺陷电晕放电的紫外光子计数的影响,提出了改进的经验公式。提出了利用像素点对应紫外光子仿真电晕放电的算法,得到了电晕放电的紫外仿真图像。通过在vieWTerra视景仿真平台中建立绝缘子模型,获得了可见光图像。将可见光图像和紫外图像通过加权平均图像融合方法进行融合,得到日盲紫外波段的电晕成像仿真图,为研究日盲紫外视景仿真提供了参考。     

新型紫外摄像器件及应用

新型紫外技术是继激光探测技术和红外探测技术之后发展起来的又一新型探测技术。因此,紫外技术及紫外摄像器件的开发研究对于现代国防和人民生活都有着极其重要的意义。本文集中介绍了3种紫外器件的发展水平及应用领域,并着重对SiC、GaN紫外探测器、紫外CCD、紫外摄像机以及紫外数字照像机等紫外器件在国防及其它领域中的应用作了较详细的介绍。     

基于日盲紫外像增强器的大孔径透射式紫外光学系统设计

以微光夜视技术重点实验室研制的AlGaN光阴极日盲紫外像增强器为基础,设计了一款匹配于日盲紫外像增强器的紫外光学系统,以提升探测器的探测性能.光学系统的工作波段在240～280 nm,视场角40°,相对孔径为1/2.5.系统由5块标准球面镜组成,光学系统总长50.74 mm;光学传递函数在空间频率为40 lp/mm时,...     

日盲紫外光通信创新实验的探索及教学研究

以日盲紫外光通信系统多采用激光器或汞灯作为光源、紫外光电二极管作为探测器,整体系统体积大、操作复杂,难以满足电子通信工程的实验教学需求,因此急需建立一种新型光通信创新实验教学平台。文中设计并构建了一套新型紧凑化日盲紫外光通信系统,其采用紫外LED作为光源、可见光PIN管为探测器,以下转换荧光玻璃为光谱转换器,实现了远距离、高灵敏度的日盲紫外光信号传输与探测。该系统不仅增大了输出信号的幅值,还将最大日盲紫外探测光电流提高到了23.3 μA。通过实践教学,发现该创新实验平台对提高学生综合能力和对日盲紫外光通信实验仪器设备的理解与高效率使用,发挥了重要的促进作用。     

日盲紫外探测系统研究

日盲紫外探测系统因工作在日盲区而具有独特的探测优势,在民用和军事领域得到了广泛的关注,尤其在导弹告警领域的应用显示了无与伦比的优越性。研究了紫外导弹告警的原理及优势,分析了紫外告警成像系统的关键技术;针对紫外导弹告警系统的应用需求,制定了日盲紫外光学系统的设计指标,分析了光学系统初始结构的选取方法,根据像差理论合理分配光学系统的光焦度,运用光学设计软件Zemax进行了系统的优化设计和像质评价,最后设计完成了一款焦距.f'=150mm,相对孔径1:3,视场2ω=±4°的日盲紫外光学系统。系统共用了5片透镜,总长160mm,各视场能量集中度在增强型电荷耦合器件(ICCD)的像素尺寸(25μm)内均大于90%,光学传递函数在奈奎斯特频率(20 lp/mm)处高于0.7,具有成像质量优异、结构简单紧凑的特点和很高的实际应用价值。     

紫外无线通信系统关键光器件选型方案研究

紫外无线通信是一种新型通信方式,为实现紫外无线通信系统关键光器件选型的目的,依据日盲紫外光的传播特性,合理搭建系统结构,对系统结构中需要的光器件采用工作原理、特性分析对比等方法,实现了该系统紫外光源、紫外探测器及紫外滤波片三种关键光器件的合理选择。日盲紫外光器件的选型为紫外无线通信系统整体实现提供了依据。     

紫外微通道板型光电倍增管研制及性能研究

紫外光电倍增管是紫外告警系统和紫外光通信的关键探测器件,紫外微通道板型光电倍增管具有高灵敏度、高增益、高分辨率、低噪声等特点,且体积小、耐冲击与振动,但国内紫外光电倍增管起步较晚,产品技术性能薄弱,故紫外微通道板型光电倍增管的研制及性能研究迫在眉睫。本文中的紫外微通道板型光电倍增管采用端窗式结构、MgF₂材料作为光窗、Cs₂Te阴极作为光电转换阴极,可实现200 nm～300 nm"日盲"紫外波段的探测,倍增极使用高增益双通道板叠加结构,在电压较低的情况下可以实现约5×10⁶倍增能力,从而提高了紫外光电倍增管的单光子探测能力。文中简要介绍了紫外光电倍增管的应用以及同种管型国内外的发展现状,研究紫外光电倍增管的测试方法,对自主研发的光电倍增管进行了性能评估和数据分析。结果表明,紫外微通道板型光电倍增管阴极辐射灵敏度较高,同时对单光子具有较好的响应,相对国外同类型的产品,具有高增益、高峰谷比、高分辨率等优点。     

Rb2Te(Cs)日盲紫外光电阴极研究

简述了 Rb2Te(Cs)日盲紫外阴极的制作工艺并制作了 Rb2Te(Cs)日盲紫外阴极样品。测量了Rb2Te(Cs)日盲紫外阴极样品的光谱响应、光谱反射率和250 nm波长激发条件下的荧光谱。测量结果表明,在现有工艺条件下,Rb2Te(Cs)日盲紫外阴极的灵敏度高于Cs2Te日盲紫外阴极,与Cs2Te日盲紫外阴极相比,光谱响应的峰值波长更短,位于250 nm,而长波截止波长位于312 nm。另外Rb2Te(Cs)日盲紫外阴极的短波日盲特性更好,633 nm的光谱灵敏度为10-5 mA/W的数量级,较Cs2Te日盲紫外阴极低两个数量级。光谱反射率测量结果表明,Rb2Te(Cs)日盲紫外阴极的光谱反射率在200～400 nm的波长范围内均高于Cs2Te日盲紫外阴极,而在400～600 nm的波长范围内,反射率却低于Cs2Te日盲紫外阴极。Rb2Te(Cs)日盲紫外阴极的光谱反射率曲线与Cs2Te日盲紫外阴极的光谱反射率曲线相比较,曲线的形状相似,反射干涉加强峰的波长基本相同,由此可推断出 Rb2Te(Cs)紫外阴极的折射率与Cs2Te紫外阴极的折射率基本相同,仅在长波范围内稍有区别。荧光谱的测试结果表明,在同样条件下,在200～450 nm的波长范围内,Rb2Te(Cs)紫外阴极的荧光弱于Cs2Te紫外阴极的荧光,原因是Rb2Te(Cs)阴极的光谱反射率高于Cs2Te紫外阴极的光谱反射率,因此光吸收更少,导致荧光更弱。所以Rb2Te(Cs)日盲紫外阴极同Cs2Te日盲紫外阴极的性能类似,均可用于日盲紫外探测成像器件。     

基于泊松分布的日盲紫外电晕检测

针对日盲紫外电晕探测噪声大、信号微弱等特点,本文提出了一种利用泊松分布的日盲紫外电晕检测方法.为了表征紫外电晕信号的时空域特性,根据光电探测原理,构建了基于泊松分布的紫外电晕目标检测模型.针对紫外图像序列,首先根据暗噪声统计模型进行有无信号的判断,然后利用所建立的紫外电晕目标检测模型得到紫外图像的泊松概率映射图,最后基于改进的最大类间方差法(Otsu)实现紫外电晕目标检测与提取.本文方法在多组紫外图像序列中进行测试与对比,实验证明该方法可以准确地检测出紫外图像中电晕目标,方法结构简单,检测精度高,且性能鲁棒.     

日盲紫外辐射的大气传输与大气温度关系的理论模型

近些年来,日盲紫外探测在电力检测方面得应用越来越广泛.本文基于大气温度轮廓线与国际公认的大气传输特性模拟软件包MODTRAN,针对大气温度对日盲紫外大气传输的影响进行模拟分析,通过分波长分析与曲线拟合,最终得出大气温度对紫外大气传输的关系式,并通过实验验证了所建立的关系式的准确性.通过模拟关系式,可以对大气温度对大气传输进行量化分析,促进日盲紫外在大气传输的特性研究,提高电晕检测的准确度.     

AlGaN日盲紫外焦平面成像系统作用距离研究

作用距离是紫外成像探测系统的重要综合性能指标之一。依据AlGaN日盲紫外焦平面成像系统的成像原理,考虑到影响紫外系统作用距离的各个因素,分别对点目标和面目标的作用距离进行了理论推导。受到日盲紫外成像系统作用距离影响的因素主要包括目标辐射特性、大气传输衰减、光学系统、探测器、电子处理系统等。从目标的辐射能量传递出发,结合信噪比与虚警概率、探测概率的关系,推导出了紫外成像系统作用距离的理论公式,并结合系统参数进行实例计算。分析得出提高系统有效通光口径、光学透射率、滤波降噪及增加积分时间等方法可用于增加紫外成像系统的作用距离。