红外波段十字阵列光吸收材料光学特性研究

尺寸为光波长量级的微纳结构材料与电磁波的相互作用,使得其具有许多特殊的光学性能,金属-电介质-金属微纳结构具有电磁波完美吸收特性。基于S参数法,研究十字阵列光吸收材料在红外波段的光学特性参数,分析其谐振吸收机理及光学特性参数调谐性。研究结果表明,十字阵列单元尺寸对其等效光学参数具有调谐作用;当材料表面与入射介质之间满足阻抗匹配条件,以及等效折射率系数虚部值足够大时,可以有效提高其吸收率;经过结构优化的十字阵列光吸收材料在红外波段具有大于95%的吸收率,实验样件测试结果大于80%。十字结构臂长和电介质层厚度决定吸收谱特性,而十字结构臂宽仅仅影响吸收谱峰值大小。十字阵列光吸收材料在红外波段的完美吸收及光谱调谐性特点,使其可用于红外探测和光谱成像等领域。     

遗传算法设计多层微波吸收材料的结构

本文用遗传算法优化设计多层结构的电磁波吸收材料,通过优化设计和数值计算给出了材料的结构参数,并对优化结果的多种约束条件（总厚度、吸收带宽、反射率大小）进行了加权评估,从而得到了多种介质材料匹配后具有优良吸波特性的吸波材料．     

基于InP、InAs和InSb材料的超宽带红外线吸收器

本文设计了一种由磷化铟(InP)、砷化铟(InAs)和锑化铟(InSb)三种半导体材料以及电介质材料堆叠而成的锥形光栅等离子体超宽带红外线吸收器,利用表面等离子体共振效应对入射电磁波实现吸收。我们采用频域有限差分法(FDFD)对此吸收器性能进行探究,在经过大量计算后得到了最优化结构参数,在入射角范围0～80°和入射波长为28～60μm红外波长范围内实现了92%以上的高效吸收。此外,我们还研究了各结构参数对吸收效果的影响,结果表明:复合层数以及半导体材料的厚度对吸收率的影响相对较大,而复合层宽度、电介质材料厚度对吸收率的影响较小。本文所设计的吸收器有望在红外探测、光谱学等方面得到应用。     

红外线在夜视技术中的应用

一、红外线及其物理特性红外线是一种电磁波 ,在电磁波谱中的位置是处于红外端 ,波长范围大致是 0 .76微米— 10 0 0微米。红外线与可见光、紫外线、Ｘ射线、γ射线及无线电波一起 ,构成了无限连续的电磁波。红外线除具有电磁波的一般性质外 ,还具有独特的性质。(1)红外辐射现象一切物体都会辐射红外线 ,物体的红外辐射与其本身的温度有着密切关系 ,物体的温度愈高 ,辐射电磁波的能量愈大。(2 )红外线的热效应物体在辐射红外线的同时 ,还会吸收外界红外辐射的能量 ,当外界红外线辐射到物体上时 ,物体的温度就升高。(3)反射特性物体在不同波…     

红外线在夜视技术中的应用

 一、红外线及其物理特性红外线是一种电磁波,在电磁波谱中的位置是处于红外端,波长范围大致是0.76微米-1000微米。红外线与可见光、紫外线、Ｘ射线、γ射线及无线电波一起,构成了无限连续的电磁波。红外线除具有电磁波的一般性质外,还具有独特的性质。(1)红外辐射现象一切物体都会辐射红外线,物体的红外辐射与其本身的温度有着密切关系,物体的温度愈高,辐射电磁波的能量愈大。(2)红外线的热效应物体在辐射红外线的同时,还会吸收外界红外辐射的能量,当外界红外线辐射到物体上时,物体的温度就升高。(3)反射特性物体在不同波长红外线的照射下反射率各不相同。     

表面包覆的SnO2纳米微粒的红外振动特征

测定了裸的和表面包覆有阴离子表面活性剂的ＳｎＯ２纳米微粒的红外吸收光谱。发现后者存在着一个随频率升高而增大的红外背景吸收带，其强烈影响材料的各振动模式的红外吸收强度，并对此现象进行了初步解释。     

对电磁波极化不敏感超材料吸波体的研究

设计了一个在微波频段对极化不敏感的超材料吸波体。该超材料微观单元由4个互相垂直的电谐振环和短导线构成,这种结构克服了Landy提出的结构对电磁波极化敏感的缺点,对垂直极化和水平极化电磁波都有很好的吸收效果。采用数值仿真方法,在12-180Hz波段提取了这种超材料的S参数,计算了其吸波率。单层超材料吸波体在14GHz处达到吸波峰,吸波率达57．4％;多层组合吸波体在150Hz处吸波率峰值达到87．6％。     

电磁波与非磁化等离子体的相互作用

研究了频率为0．5-10HGz的电磁波在非磁化等离子体中的传播。在厚度为10cm的、密度n=10^10或10^11cm^-3的均匀和密度分布n=n0exp[2(z/d-1)]非均匀的等离子体中，计算了等离子体中的电子与中性气体的碰撞频率为0．1-10GHz间的电磁波的反射功率，吸收功率 透射功率的变化。结果表明当等离子体密度比较大（n=10^11cm^-3)、电子与中性气体的碰撞频率比较大时，无论是均匀还是非均匀等离子体对电磁波能量的吸收都比较大，最大可达90％。     

铁原子团簇的红外与微波吸收性能

以文献［１］中提出的金属原子团簇的电子能谱和吸收光谱理论为指导，对铁原子团簇的红外与微波吸收性能进行了实验测定。实验结果证明这个理论是正确的。测试结果表明：纳米级铁原子团簇材料具有很强的红外吸收性能，微米级铁原子团簇材料具有很强的微波吸收性能，与文献［３］中的理论相符。     

一类低反射率分形膜系的设计

讨论了一类分形电磁波吸收膜层的设计.基于一种简化模型解析计算了膜系反射率,并得出了一系列选择膜层材料以降低反射率的判据.对由这些判据所选的一些理想和实际材料所构成的膜系的反射率进行了数值模拟.结果表明,符合材料判据构成的分形膜系的反射率会随分形级数的增加而逐渐降低.最低的平均反射率为0.01. 关键词： 分形 薄膜系 电磁波吸收     

Infrared (IR) image synthesis method of IR real background and modeled IR target

An infrared (IR) image synthesis method is proposed for the synthesis of a real IR background and modeled IR target, used as IR signatures, as well as a band-transformation between short wave IR (SWIR), middle wave IR (MWIR), and long wave IR (LWIR) in an IR imaging system simulation. IR target images are created by the RadThermIR software, an IR signature prediction software. Individual radiances for IR signatures, corresponding to the max/min temperatures of a real IR background and modeled IR target image, are calculated with Planck’s law. First, an IR background of an arbitrary wavelength band is transformed to one of the other wavelength bands with the temperature-radiance characteristics. And then, after adjusting the gray levels of the arbitrary IR target signatures based on their radiances for the wavelength band of the transformed IR background, these IR target and background signatures can be synthesized as one image for a specific wavelength band. The experimental results show that the modeled IR target images, such as a modeled helicopter and F16, can be synthesized on the IR background images of three IR wavelength bands. And we confirmed that IR background images of the three IR wavelength bands can diversely be synthesized with the modeled IR targets as the setting temperature of the target and background, the target distance, and the field of view (FOV) arbitrarily.     

基于光谱角时序不变性的红外目标识别

为了识别空间目标与气球诱饵,提出了基于光谱角时序不变性的红外目标识别方法。通过分析证实了空间目标与气球诱饵在温度时变特性上存在差异。为了反映目标测量功率温度时变本质,消除传感器与目标距离以及等效投影面积的时变耦合对测量功率的影响,提出了利用时序光谱角作为光谱向量的时序变化量度。该量度能够刻画光谱曲线的时序变化,反演物体温度时变特性,可以作为温度时变特性不同的目标和诱饵之间聚类识别的有效判据。仿真结果表明：该方法能够有效识别空间目标与气球诱饵;通过融合时序光谱特征,为空间目标识别提供了一种新的机制。     

含氧化合物的红外光谱特征

总结了含氧化合物的主要红外光谱特征,讨论了其红外特征与结构之间的规律,结果表明,所有含氧化合物,无论是有机物还是无机物,其红外活性都是很大的,表现为强宽的吸收峰,这为判定化合物是否含氧提供了有力的分析检测依据。     

微透镜用于高Tc超导薄膜红外探测器的设计与讨论

通过分析现有的基于在高温超导体超导转变温区的热效应及光子效应的薄膜型器件的结构特 点和光电特性,讨论了利用单片折射型微透镜进行高温超导薄膜红外探测器光电响应性能改 善的可行性,给出了几种典型的可与高温超导薄膜红外探测器耦合的单片面阵硅折射型微透镜阵列的SEM测试结果及主要的几项参数指标。     

一种新的热红外图像生成方法研究

针对目标与背景热红外辐射特性的描述是否精确将直接影响到红外导引头对目标的发现、识别和跟踪水平，在分析热红外图像再现技术原理的基础上，按照所需再现热图像的灰度分布特征制成相应透射水平的热图底片，提出了一种利用不同透射能力涂层生成热图像的方法。借助热红外图像再现实验和图像相关系数算法，证明该方法能较好地再现目标以及背景的热红外辐射特征和细节。它不仅可用于热红外导引头和热成像仪性能的检测及评估，同时也为军用目标的热红外隐真和示假方法提供了一种新的技术途径。     

共焦光学传感头用于红外上转换油墨的微弱光检测

提出了采用共焦光学传感头检测红外上转换油墨(IR ink)的上转换弱光信号的方法,采用了专门设计的光学元件和检测放大电路,实现了红外油墨上转换发光的微弱光检测,对不同混合比例红外上转换油墨进行了检测,分析了实验结果.其结构简单、取样准确,可实现探测器的袖珍化.     

红外高效增透膜镀类金刚石膜的特性研究

外层为氟化物的红外高效膜、膜层软、易吸潮和氧化.本文提出使用类金刚石膜做红外高效膜的保护膜,讨论了镀制类金刚石膜后,镀膜件光谱特性的变化情况.     

中药冬虫夏草二维红外光谱理论研究

冬虫夏草是一种名贵的中药材,有非常广泛的用途.为了探索这种中药整体的药理特征,本文将这种中药作为一个整体,将其一维线性谱的吸收峰视为简正模.在假定各模式之间的相互作用与偶极矩的大小后,建立了激光与冬虫夏草相互作用微观模型.在此基础上,理论计算了冬虫夏草的二维非线性激光谱,并将所得光谱图与实验结果比较,从而确定冬虫夏草的能级结构与各简正模式间的耦合强度以及其偶极矩的大小等,为深入研究这种名贵中药提供了一个全新的思路与方法.     

GPU-accelerated real-time IR smoke screen simulation and assessment of its obscuration

With the growing demand for the Battlefield Environment Simulation (BES), IR smoke screen, which is computationally expensive and absolutely indispensable, should be modeled true to life and correct in its thermal radiation characteristics. This paper analyzes the features of an IR smoke screen, and represents an IR smoke screen model based on light extinction, particle dispersion and temperature attenuation, which is calculated by GPU and rendered to screen in real time. Thus a method considering both the real-life in profile and the real-time in efficiency is presented. Additionally, the comparison between the simulated results and the measured data is made to verify the correctness of the smoke screen’s obscuration, which illustrates the effect of its interference feature in an infrared scene.     

Nonlinear refractive index of vanadate crystals in the near IR region

We used the single-beam Z-scan method, employing picosecond laser pulses with λ = 1064 nm, to measure the nonlinear refractive index and nonlinear absorption in vanadate crystals, which are promising for design of laser sources. We have established that there is practically no nonlinear absorption in these crystals in the near IR range and that doping them with neodymium ions leads to a significant reduction in the nonlinear refraction. This effect can be used to partially compensate for the negative impact of nonlinear refraction on the lasing characteristics of lasers.