高功率半导体激光器光纤耦合线阵技术

研究高功率半导体激光器的光纤耦合和光纤输出端密排成线阵的技术。论述了微柱面透镜对高功率半导体激光器椭圆光束的准直原理,计算了剩余发散角,设计了光纤耦合器件和光纤输出端密排成线阵的夹具。这种方法耦合效率高,线阵中各激光元地址可设定,并可对各激光元输出功率进行调制。它作为能量型器件,可在激光显示技术(LDT)和选择性激光烧结快速成型(SLS RP)技术中应用。     

基于位置敏感探测器和激光技术队大型轴系中心线检测方法的研究

提出了一种采用位置敏感探测器(PSD)技术与激光技术相结合实现大型轴系对中检测的新方法。该方法以准直半导体激光光束为基准线，采用PSD光靶获取轴瓦位置二维位置信息，再由优化算法实现轴系的对中计算。仿真实验证明，该检测原理正确，检测方法快速简便，减少了轴面型精度的损伤，为轴系标定、校准开辟了新思路。     

基于最小可分辨对比度的直视微光夜视系统综合性能评价

基于最小可分辨对比度(MRC)信道宽度理论,研究了直视微光夜视系统综合性能评价问题。通过对典型夜视仪整机系统综合性能分析表明:MRC信道宽度理论可定量分析人眼视觉与整机系统的匹配状态、评价系统合理性,而且还可有效解释夜视仪整机使用中遇到的一些问题。对理论和实际系统的分析证明了MRC信道宽度理论对于直视型微光夜视系统综合性能评价的有效性及合理性,对微光夜视系统的优化设计具有重要的指导作用。     

一种基于多元探测器阵列的分块图像压缩传感算法

针对压缩传感理论应用于单元探测成像时图像重构时间随图像尺寸增大而迅速增大的问题,提出了一种利用数字微镜和多元探测器进行编码测量,利用最小全变分法进行图像重构的分块图像压缩传感算法,并对重构分块图像进行灰度拉伸,提高了图像的峰值信噪比和结构相似度。仿真实验结果表明：算法具有计算时间短、重构图像质量高的特点,对于16图像分块,至少可缩短40％重构时间;通过分块图像灰度拉伸,重构图像的峰值信噪比和平均结构相似度较不拉伸时分别提高70%和11%. 文中算法为高分辨压缩成像的应用研究提供了一种有效的技术参考。针对压缩传感理论应用于单元探测成像时图像重构时间随图像尺寸增大而迅速增大的问题,提出了一种利用数字微镜和多元探测器进行编码测量,利用最小全变分法进行图像重构的分块图像压缩传感算法,并对重构分块图像进行灰度拉伸,提高了图像的峰值信噪比和结构相似度。仿真实验结果表明：算法具有计算时间短、重构图像质量高的特点,对于16图像分块,至少可缩短40％重构时间;通过分块图像灰度拉伸,重构图像的峰值信噪比和平均结构相似度较不拉伸时分别提高70%和11%. 文中算法为高分辨压缩成像的应用研究提供了一种有效的技术参考。     

背减薄过程中面阵探测器形变研究

为提高Insb面阵探测器的探测率,需要借助背减薄工序把Insb光敏元芯片从300tzm减薄到10μm,这一过程通常决定了面阵探测器的成品率。为了解面阵探测器在背减薄工序中的形变规律,针对典型器件结构,借助ANSYS软件,基于等效建模思路,建立了适用于Insb面阵探测器的三维结构模型,调整Insb光敏元芯片厚度,模拟探测器形变特征及分布随背减薄工艺实施过程的变化规律。模拟结果表明:当InSb光敏元芯片较厚时,面阵探测器的整体形变以弯曲变形为主,其中心区域上凸明显;随着InSb光敏元芯片逐步减薄,其中心区域的上凸变形逐步弱化,当InSb光敏元芯片厚度减薄到12μm时,探测器上表面屈曲变形占优,且随着Insb光敏元芯片厚度的减小而愈加清晰可见,此时探测器整体弯曲变形很弱。     

隔离槽深度对面阵探测器热应力影响研究

热冲击下InSb面阵探测器的成品率制约着其适用性。为了解光敏元隔离槽深度对InSb芯片中热应力的影响,针对典型器件结构,借助ANSYS软件,分析了隔离槽深度对InSb芯片、底充胶和硅读出电路中Von Mises应力的影响。模拟结果表明:随着隔离槽深度的增加,InSb芯片上的热应力起初缓慢增加,之后增加速度越来越快,当隔离槽深度超过8μm后,InSb芯片上的热应力陡峭上升。对硅读出电路和底充胶来说,在热冲击下累积的热应力似乎与隔离槽深度无关,分别在370 MPa和190 MPa左右浮动。当隔离槽深度取4μm时,整个器件的热应力较小、且分布均匀,能够满足光学串扰及结构可靠性设计的需求。     

一种新型红外焦平面阵列非均匀校正算法

针对现有红外热像产品多采用一点+两点的校正方式,存在增加结构复杂度和整机功耗的问题,开发研究一种新型的红外焦平面阵列非均匀性的校正方法.介绍非均匀性的3种定义,给出非均匀校正的常用方法,在以ULIS0304为试验件的基础上详细论述红外焦平面阵列非均匀性的校正方法,并比较各温度校正前后直方图.结果表明:校正后图像矩阵的非均匀性基本为0,算法有效.     

高斯背景中一类新的自适应阵列检测器

针对现有文献对自适应阵列检测问题的研究相对比较少的问题,构建高斯背景中一类新的自适应阵列检测器。从新的视角理解高斯背景中自适应阵列检测器的原理,分析了信号子空间建模目的,以及结构化与无结构化检测器、解耦与不解耦检测器之间的性能差异,并提出了调节因子的概念,构造并分析了一类新的结构化检测器。仿真结果表明：从计算负担和检测能力2方面考虑,Hyung Soo Kim的解耦结构化Kelly检测器,Yow-Ling Gau的降秩检测器,以及构造的解耦结构化Kalson检测器都具有比其他检测器更好的综合性能。该研究可为寻找非高斯背景中自适应阵列检测器的构造方法提供参考。     

焦平面探测器测试系统有源低通滤波器设计

低漂移、低噪声的直流偏置电压是红外焦平面探测器测试系统的重要组成部分。根据探测器测试系统的具体需求,设计出一种七阶无漂移全极点有源低通滤波器。对电路的交流仿真结果表明所设计的滤波器满足设计要求,能有效抑制工频与高频噪声干扰;对滤波器的衰减特性和传输特性进行Monte-Carlo分析,得出此滤波器元件具有统计灵敏度低的优点;最后就电阻元件对输出信号噪声的影响进行分析,得到了各电阻对输出信号的噪声影响和输出信号的总噪声功率谱密度曲线。     

A Sub-pixel Image Processing Algorithm of a Detector Based on Staring Focal Plane Array

Optical micro-scanning technology can be used to increase spatial resolution of many optical imaging systems, especially thermal imaging system. One of its key issues is relevant image processing algorithm. A fast reconstruction algorithm is proposed for two dimensional 2 × 2 micro-scanning based on the sub-pixel imaging and reconstruction principle of two-dimensional staring focal plane arrays （FPA）. Specifically, three initialization methods are presented and implemented with the simulated data, their performances are compared according to image quality index . Experiment results show that, by the first initialization approach, timely over-sampled image can be accurately recovered, although special field diaphragm is needed. In the second initialization, the extrapolation approximation in obtaining reconstruction results is better than either bilinear interpolation or over-sampling reconstruction, without requiring any special process on system. The proposed algorithm has simple structure, low computational cost and can be realized in real-time. A high-resolution image can be obtained by low-resolution detectors. So, the algorithm has potential applications in visible light and infrared imaging area.     

一种新的阵元位置误差校正方法

针对阵元位置误差校正问题，提出一种新的校正方法——虚拟阵元校正法。这种方法不是从寻找真实阵元位置着手，而是利用一个优化信号源，通过遗传算法优化得到最优虚拟阵元位置，从而达到恢复空间谱的目的。从计算机仿真结果可以看到，得到的空间谱谱峰尖锐、位置正确，并且这种方法适用于任意形式的天线阵。     

大面阵碲镉汞红外焦平面阵列发展现状及趋势

红外焦平面组件是空间红外光学遥感器的核心器件,随着空间红外遥感对探测目标的空间分辨率、时间分辨率、波段特性的要求不断提高,红外焦平面探测器将向着扩展波长范围、减小光敏元尺寸、增加器件规模等方向发展.介绍了国外发达国家在大面阵红外焦平面阵列技术研究的先进技术,并分析了美国、法国、英国和德国的大面阵红外焦平面技术特点,提出了红外探测器未来的发展趋势.     

一种红外运动车辆识别的新方法

针对红外图像的特点,文中提出了一种识别运动车辆的新方法。首先,多尺度形态滤波器对原始图像进行滤波,消除噪声,并对梯度图像进行平滑;其后用改进的分水岭算法对运动车辆的红外图像进行分割并对分割的结果进行区域融合;最后提出了一种基于模板匹配的方法对融合后的图像进行识别。实验证明,本算法对运动车辆有较好的识别效果。