膨胀石墨红外消光性能研究

膨胀石墨是一种新型多波段无源干扰材料.为测试膨胀石墨红外消光性能,在分析烟幕消光机理的基础上,利用烟箱测试了膨胀石墨烟幕对3～5 μm、8～12 μm两个波段红外的透过率与时间的关系曲线,用滤膜称重法测量了膨胀石墨烟幕在不同时刻的质量浓度,计算了膨胀石墨烟幕在两个红外波段的平均质量消光系数,分别为0.8013 m<'2>·g<'-1>和0.6187 m<'2>·g<'-1>.结果表明,膨胀石墨烟幕具有良好的红外消光和干扰效果,在红外对抗领域具有广阔的应用前景.     

用红外成像技术外场研究红外烟幕的遮蔽性能

根据红外成像技术测量原理,提出了直接把遮蔽目标作为靶标研究红外烟幕对红外成像系统遮蔽性能的方法,分析了外场试验的条件,建立了相关的数学模型,并对如何评估烟幕的遮蔽效果进行讨论.     

红外烟幕对不同波长激光遮蔽性能外场评估的数学模型

根据辐射传输理论，导出了波长为λ１、λ２的入射光辐射在同一介质场相同传输路径条件下传输时其消光系数的特定关系，利用这一关系，如果测试时不同计测试场内空气对激光传输的影响，那么可在外场只测试红外烟幕对波长为λ１激光遮蔽性能的情况下，在实验室推导出该烟幕对波长为λ２激光的遮蔽性能，从而解决了外场难以运用同一烟幕场对不同波长激光的遮蔽能力进行评估的技术难题。     

燃烧型炭黑烟幕红外遮蔽性能研究

简要介绍了燃烧型炭黑烟幕的形成机理及其生成特性,并对几种红外发烟剂形成的红外烟幕进行了热图像测试、对比和分析,证明了其对3~5μm、8~12μm波段具有良好的遮蔽性能,同时化合物含碳量、燃烧速度及温度又是影响炭黑生成量的主要因素。     

先驱体成型对膨胀石墨激光消光性能的影响

可膨胀石墨是制备膨胀石墨(EG)的先躯体,压柱成型会对其膨胀所得EG的激光消光性能产生影响。为了优化其成型参数,将先驱体可膨胀石墨(GIC)采用不同压强压制成药柱,对其热膨胀特性及膨胀后所得EG的膨胀体积(EV)、蠕虫形貌、微观结构以及对1.064 m激光的消光性能展开了研究。结果表明:相较于松散态,成型GIC先驱体所制备的EG蠕虫变细、变短,孔隙率降低;成型压强由0 MPa增至50 MPa,其EV由356 ml/g减小到216 ml/g,所得EG对1.064 m激光的质量消光截面M由0.18 m2/g减小到0.04 m2/g,且在20～40 MPa时EV变化率仅为10.6%,M变化率同样很小。显然,存在对 EV及M影响较小的压强范围,因此,在EG工程应用中,为满足尽可能大的装药密度,GIC成型可考虑选该压强范围的上限值。     

膨胀石墨对红外/毫米波复合干扰平均消光参数计算

将膨胀石墨蠕虫近似为圆柱体,通过T-矩阵方法计算在3mm/3μm和8mm/8μm波长处平均消光参数,得到了平均消光参数随柱体长度和折射率的变化规律,对膨胀石墨在红外/毫米波复合干扰中的使用有一定的指导意义.     

人造雾的红外遮蔽性能试验研究

针对当前红外无源干扰烟幕在宽广地域伪装方面存在的技术难题,提出造雾剂造雾是实施大面积无源干扰的较佳方式.讨论了造雾剂造雾的原理,研究了在不同温度和相对湿度条件下不同造雾剂成雾的微物理特征和红外遮蔽效果.结果表明,当相对湿度较大、温度较低时成雾的含水量大,对可见光和红外的遮蔽效果较好.当可见光能见度<1m时,对25m处的人员靶标有较好的红外遮蔽效果,热像图上40m的人员靶标不能识别.     

水雾的红外遮蔽性能测试及分析

测试和比较了天然雾、造雾剂成雾、超声波水雾等不同雾型的红外遮蔽效果,并结合雾的微物理性能特点分析了红外衰减性能差异产生的原因。结果表明天然雾的红外遮蔽性能有限;造雾剂可见光遮蔽效果优良,成雾的雾滴粒度小、数密度大,但含水量较小,红外遮蔽效果不明显;超声波水雾的雾滴粒径大、含水量大,雾幛的红外遮蔽效果突出。     

水雾对红外光谱遮蔽衰减特性研究

从理论上简要阐述了水雾对红外光谱的遮蔽衰减特性,用朗伯—比尔定律描述、分析了红外光谱在辐射传输过程中辐射经水雾吸收和散射后的能量变化.同时用米氏散射理论解释、计算水雾粒子的散射系数、消光系数并考虑路径辐射过程其他因素的影响.并且通过检测评估说明了水雾对红外辐射能量的遮蔽衰减特性.     

红外/毫米波干扰一体化材料——膨胀石墨的研究动态

膨胀石墨能同时对红外和毫米波产生衰减,是一种具有潜在军事应用价值的红外/毫米波无源干扰一体化材料.在综述膨胀石墨制备方法的基础上,探讨了膨胀石墨作为无源干扰材料的战术使用方式及其对红外/毫米波的干扰机理,并对制约膨胀石墨军事应用的技术难点进行了分析和讨论.     

轴向温度梯度对红外透镜光学性能的影响

运用有限元分析软件ANSYS建立了透镜组件的有限元模型,并对其进行热应力分析。用Zernike多项式对变形后的镜面面形进行拟合,并将得到的Zernike系数导入光学设计软件ZEMAX中,分析了轴向温度梯度对红外透镜光学性能的影响。结果表明:透镜面形的PV值、RMS值以及透镜表面曲率半径的变化量(ΔR)均随轴向温度梯度的增大而增大;轴向温度梯度使透镜面形发生了变化,从而导致了透镜光学性能的下降。     

LiFePO_4/膨胀石墨复合材料的制备及性能

采用机械球磨法合成LiFePO_4/膨胀石墨复合材料,讨论了膨胀石墨不同添加量对复合材料电化学性能的影响。运用扫描电镜、四探针测试和恒流充放电等对材料的表面形貌、电阻率和电化学性能进行了研究。结果表明:当膨胀石墨的添加量为质量分数1.0%时,其电化学性能最优异,0.2C放电比容量可达到164.2mAh/g,1.0C循环60次后,其放电比容量仍有151.6mAh/g,3.0C充放电后,其容量保持率仍有89.6%。     

面形局部误差对红外光学系统像质的影响

为了说明面形局部误差对红外光学系统像质的影响,简述了影响光学系统像质的因素,详述了透镜面形局部误差要求和瑞利判据的关系,据以推论光学加工和光学装校过程均需要严格控制红外透镜的表面面形局部误差,最后通过实例验证透镜面形局部误差对光学系统像质有决定性影响的结论。     

小波基对红外目标图像SPIHT算法性能的影响

针对红外目标图像边缘模糊、噪声点多、对比度较低等特点,从分析小波基函数的三个评估指标入手,进行了大量的实验和统计,研究不同的小波基对红外目标图像SPIHT算法性能的影响,通过实验结果的分析与讨论,得出双正交小波D9/7小波和bior4.4小波适于红外目标图像实时压缩的结论,这一结论也有助于将来更好地发挥SPIHT算法的性能。     

InAlSb红外光电二极管性能研究

在InSb衬底上利用分子束外延生长了p-i-n结构的InAlSb/InSb材料,通过在吸收层和接触层之间生长宽禁带的InAlSb势垒层,验证了势垒层对耗尽层中暗电流的抑制作用。分别基于外延生长的InAlSb材料和InSb体材料,借助标准工艺制备出二极管,并对其电性能进行测量分析,研究发现:77 K温度时,在-0.1 V的外偏电压下,p+-p+-n--n+结构和p+-n--n+结构InAlSb器件的反偏电流分别为3.410-6 Acm-2和7.810-6 Acm-2。基于p+-p+-n--n+结构研制的InAlSb二极管的暗电流保持在一个很低的水平,这为提高红外探测器的工作温度提供了重要基础。     

高光谱红外探测器性能研究

介绍了高光谱用红外探测器的性能及使用情况,并将其与国外同类型高光谱红外探测器的关键指标(如信噪比、暗电流、读出噪声等)进行了对比测试分析。经过衬底去除工艺,短波探测器的光谱响应达到0.4~2.6 μm,平均量子效率超过75%,动态范围内响应线性度拟合曲线的R²值都大于 0.99,半阱信噪比可达到1600。该探测器的性能超过了国外报道的同类器件,满足我国高光谱应用需求。     

高光谱红外探测器性能研究

介绍了高光谱用红外探测器的性能及使用情况,并将其与国外同类型高光谱红外探测器的关键指标(如信噪比、暗电流、读出噪声等)进行了对比测试分析。经过衬底去除工艺,短波探测器的光谱响应达到0.4~2.6 μm,平均量子效率超过75%,动态范围内响应线性度拟合曲线的R²值都大于 0.99,半阱信噪比可达到1600。该探测器的性能超过了国外报道的同类器件,满足我国高光谱应用需求。     

红外圆偏振光透雾性能分析

雾对红外系统的探测性能有一定影响,圆偏振光在雾中传输时具有优良的保偏性和持久性,为解决雾的红外遮蔽问题提供了新思路。分析雾对红外光波的衰减是由吸收和散射共同作用;阐述了圆偏振光透雾是由圆偏振光波螺旋性的随机化速率缓慢和圆偏振光子在传播方向的随机化速率缓慢共同作用,致使圆偏振光受雾滴的光散射影响较小;结合圆偏振透雾机理和大气光谱特征,探究雾中目标检测的优化波段,研究表明:在近红外波段的0.78~1.1 m、1.48~1.56 m、1.63~1.86 m、2.03~2.18 m、2.39~2.5 m和中红外波段的3.6~4.15 m,适宜采用圆偏振成像技术提高红外系统透雾性能,长红外波段,雾滴的光吸收占总消光的比例增大,已不宜采用圆偏振成像技术来提高红外系统的透雾性能。最后,分析了红外圆偏振透雾技术的特点,并对深入研究提出了建议。     

石墨烯烟幕红外干扰性能研究

针对脉冲激光近感探测在烟雾干扰下引起的虚警、漏警等问题,本文根据Mie散射理论,运用Monte Carlo方法建立脉冲激光近感探测模型,仿真905 nm脉冲激光获取大小目标在无干扰和烟雾干扰两种条件下的回波,分析回波的波形特征。结果表明：无干扰情况下,发射接收系统与目标之间的距离和回波幅值呈负相关;大小目标回波前沿的上升速率均呈递增趋势。烟雾干扰情况下,烟雾回波和目标回波的脉冲宽度相对于发射激光波形均有一定的展宽,但前者的展宽程度要大于后者;烟雾回波波形呈现前沿陡峭,后沿平缓的非对称特征。研究成果可以为激光近感探测抗烟雾干扰提供理论基础。