空基紫外成像仪关键器件ICCD非均匀性校正技术

从理论上分析了ICCD光电响应非均匀性的产生机理,并由此建立光电响应数学模型。基于两点多段非均匀性校正算法给出了ICCD非均匀性校正方程,并通过大量实验得到ICCD在特定条件下的校正系数。在实验过程中发现ICCD的雪花点(主要由探测器的随机噪声引起)和盲点是影响非均匀性改善的主要因素,采取相应照度的响应进行了补偿。结果表明:通过补偿和校正输出图像,可以有效地减小紫外成像仪由探测器的非均匀性所带来的测量误差,使非均匀性降低了37.1%,在一定程度上减少了由于ICCD的物理特性和制造缺陷所带来的固有图像噪声。     

紫外辐射计的波长定标及不确定度分析

限于常规汞灯谱线法波长定标的局限性,构建了紫外辐射计波长定标装置,研究了紫外辐射计波长定标的物理过程和测量链,并对紫外辐射计中臭氧十二个吸收波长进行了光谱定标,通过对定标影响量的分析和计算,得到定标影响量的测量不确定度和波长定标合成标准不确定度,其中波长定标合成标准不确定度为0.026nm,同时通过光学CAD分析和实验验证紫外辐射计的光谱带宽可以达到1.0nm.应用自行构建的紫外波长定标装置较好地完成了紫外辐射计臭氧吸收谱线的定标工作,满足了臭氧反演所需的波长精度要求和光谱带宽要求.     

紫外天体模拟器辐射参数现场校准技术

紫外天体模拟器为空间探测工程中紫外有效载荷的重要测试和仿真设备。为了解决紫外天体模拟器辐射参数现场校准存在的难题,建立一套便携式紫外天体模拟器辐射参数现场校准装置,实现紫外模拟器瞬态辐射参数校准和高灵敏度辐射参数校准。校准参数包括光谱辐亮度、光谱辐照度等。校准的光谱范围为200~400 nm,该装置的建立完善国内的紫外校准技术研究体系,填补我国现场计量型的紫外标准的空白。     

弥散介质条件下辐射测温方法（特邀）

在航空航天、冶金铸造等各种工业现场高温热试验过程中,需要在高浓度弥散介质遮蔽物件表面的条件下,快速、准确地获取试验件表面的高温温度。传统的辐射测温方法包括波段辐射法、亮度法、比色测温法、多波长测温法等,是实现高温测量的一种主要测量方法。弥散介质由于介质粒子的作用会产生各种光谱散射、吸收和发射效应,给高温的准确测量带来了很大的干扰,导致测量结果产生偏差,必须要改进经典辐射测温方法。论述了弥散介质条件下几种主要的辐射测温方法,包括试验数据反推法、热辐射计算法、多通道分裂窗法、信息复原计算法、神经网络计算法等,分析了各种方法的优点和不足,总结了弥散介质条件下辐射测温方法面临的挑战和发展趋势。     

基于微辐射阵列的红外动态场景模拟器EI北大核心CSCD

为满足红外成像器件对目标模拟的需求,同时避免在真实环境下进行系统测试受限于人力、物力、环境等因素,提出了一种基于微辐射阵列的红外动态场景模拟技术,通过传热方程建立了芯片理论模型,并进行了仿真实验。微辐射阵列芯片采用MEMS (Micro-Electro-Mechanical System)工艺加工,阵列分辨率为1 024×768,像素大小设计为60μm×60μm,以此为核心器件,构建了红外动态场景模拟系统样机,样机口径大于300 mm,光源使用半导体激光器替代传统的汞灯,提高了模拟器的性能。使用红外热像仪进行了测试实验,结果表明:样机可在中波红外和长波红外两个波段实现高质量的动态场景模拟,图像清晰无闪烁,其模拟温差大于50 K,对比度大于3∶1,帧频大于80 Hz。     

结合深度卷积网络与加速鲁棒特征配准的图像精准定位

针对在大图像中定位小块区域图像的需求,本文提出一种结合深度卷积网络与加速鲁棒特征(SURF)配准的精准定位方法。将标准大区域图像分割成若干个小参考图像,利用深度卷积网络和类局部敏感哈希降维法提取参考图像集的特征并形成特征库;基于特征库,提出了先检索多个相似参考图像后再进行SURF精确配准的两阶段方法,实现目标小图像在标准大图像中的定位。针对电子工业过程中高密度柔性电路板(FPC)及精确末制导中的图像定位数据进行实验,实验结果表明,该方法避免了传统SURF算法大量的特征提取与配对过程,SURF特征提取数减少近90%;与直接根据图像特征进行配准的传统定位方法相比,在保证定位准确率的基础上,耗时可缩小一个数量级以上。     

像增强型CCD的噪声抑制和性能评价

为了有效降低像增强型CCD(ICCD)的噪声,提高系统信噪比并实现对图像噪声的评估.引入三维噪声数学模型,将ICCD输出数帧图像噪声按时间域和空间域划分为7项噪声.基于积分球光源系统建立了三维噪声测量系统,结合数字图像处理技术,经过试验统计和分析采用多帧积累设定波动阈值的办法有效地抑制了紫外成像仪关键器件ICCD的图像噪声,使图像噪声降低30%,信噪比提高57.6%.并应用三维噪声分析方法对噪声抑制前后的效果实现客观评价.三维噪声分析表明,该方法有效地降低了由于ICCD各种随机噪声而带来的时间域噪声,提高了ICCD输出图像的信噪比,同时也证明三维噪声分析法为评价微光成像器件的图像质量提供了一种可行方法.     

用于远距离高温目标辐射探测的光谱系统设计

针对远距离高温目标多光谱辐射测温的需求,设计了一款多通道光谱探测系统。系统前端采用同轴两反卡塞格林式结构收集目标光谱辐射,后端包括用于目标定位的长波红外成像瞄准系统和分别工作在380～1050 nm、980～2550 nm双波段光谱系统。光谱系统采用Czerny-Turner结构,在380～1050 nm波段分辨率优于5 nm, 980～2550 nm波段分辨率优于15 nm,光谱通道数量大于220个。400 m目标外场实验和700～2300℃高温黑体温度实验表明,多通道光谱探测系统能够进行远距离目标的瞄准和光谱探测。本文设计的多通道光谱探测系统有望用于地面、航空及航天等远距离的温度探测。     

光谱可调谐式高分辨率光学载荷校准技术

基于对高分辨率光学载荷测试设备开展现场计量和校准的迫切需求,建立一套光谱可调谐式高分辨率光学载荷校准装置,该装置中光谱可调谐光源可以发出300~800 nm范围内任意光谱分布的光能,再通过空间调制系统形成无穷远处的具有特定光谱分布的清晰目标,实现高分辨率光学载荷光谱参数校准、辐射参数校准和成像性能参数校准。校准装置的光谱辐亮度校准范围为6.5410-4~3.1410-1 Wsrm-2nm-1,空间分辨率校准精度为0.059 mrad,视场角校准范围为13'30,光谱辐亮度响应非均匀性校准精度为0.39%。主要介绍了校准装置的基本原理、结构组成等,并给出了详细的测试结果。由此可见,该光学载荷校准装置具有光谱任意调制、可拓展性强、高分辨率的优点。     

空间探测用真空紫外光谱辐射计的校准

为了实现115～200 nm的真空紫外光谱辐射计的校准,针对现有方法中校准源均匀性不高、量值传递链条长、校准波段下限不够的问题,设计了两种校准方法.基于标准漫反射板的校准方法中,研制了测量最低波段到115 nm的真空紫外双向反射分布函数(Bidirectional Reflectance Distribution Fu...