新型衍射光学成像光谱仪的设计和分析

为了克服在传统衍射光学成像光谱仪中,衍射透镜的焦距随波长变化引起系统放大率随波长变化,从而导致光谱图像的像元配准误差,得到并不精确的相对光谱信号强度,提出了将衍射透镜与消色差透镜系统相结合的新型折/衍混合、二组元复合远心成像光学系统的技术方案,具体分析推导了该系统的成像理论.在此理论指导下,利用光学设计软件Zemax设计了一套可见近红外成像光谱仪光学系统.结果表明,不但系统的放大率不随波长变化,而且进一步降低了衍射透镜的加工难度,改进了衍射光学成像光谱仪的光学性能,为新型衍射光学成像光谱仪的研制提供了重要的理论依据和设计指导.     

折/衍混合长波红外凝视成像系统的杂散光分析

对含有一个用金刚石车削技术制作的衍射光学元件(DOE)的折/衍混合长波红外(LWIR)凝视成像系统进行了杂散光分析.利用LightTools软件对DOE的不同衍射级次、光学表面多次反射、镜筒内壁反射等主要杂散光源进行了模拟和分析,对6种二次反射的模拟结果表明,对归一化的光源,理想光路的像面辐照度为100 W/mm2,每种二次反射会给像面带来0.01 W/mm2的辐照度;反射率为10%的镜筒内壁给像面带来的辐照度为0.01 W/mm2.利用该LWIR凝视成像光学系统进行了相关实验,实验结果证明了上述分析的正确性,表明该项分析有利于对LWIR凝视成像系统光学性能的进一步理解和杂散光的抑制.     

不同基质中s1p1组态的能级

研究了s1p1组态能级位置及能级劈裂同基质的关系. 结果表明, Sn2+的A、B、C带能级和In+、Tl+的A、B带能级位置同基质的环境因子he呈线性关系, 能级能量随he的增大而减小, 给出了相应的经验公式, 并计算了In+和Tl+自由离子的A、B带能级能量. 计算结果同实验数据十分吻合, 最大的偏差来自Tl+的B带, 偏差率仅为-7.34%. 随基质he的增大, 高能级能量比低能级下降得更快, A、B和C带间的能级间距相应变小. 通过对比发现: Sn2+、In+、Tl+的A、B带能级对基质的敏感性存在较大差异, Sn2+能级能量受基质变化影响最大, In+的能级能量随基质变化最小. 更为重要的是, 发现随着he的增大, Sn2+、In+和Tl+的A、B和C带能级劈裂相应变小, 甚至不再劈裂, 很好地解释了光谱现象.     

岩石脆性破坏临界信息综合识别

岩石脆性破坏导致的各种现象可以分为两类：①与物理力学参数和结构特征改变有关,表现为岩石本身变得破碎,承载力降低,变形速率增大,模量变小,渗透率增大,波速参数与电阻率值突变;②与能量释放及物理场参数变化有关,体现在声发射信号激增,电磁辐射强度增加,红外辐射加大。试验和理论分析表明：单轴条件下岩石破裂前临界特征点所对应的应力和岩石峰值应力比值的约在70%与80%之间,均值约为75%。通过本文分析可知,岩石脆性破坏的各种信息与岩石微破裂发展存在特定的关联性,利用综合信息源可以很好的进行脆性破坏临界点的识别。     

Structural and bonding properties of ScSi_n~-(n=2～6) clusters:photoelectron spectroscopy and density functional calculations

Anion ion photoelectron spectroscopy and density functional theory (DFT) are used to investigate the electronic and structural properties of ScSi_n^- (n=2sim6) clusters and their neutrals. We find that the structures of ScSi_n^- are similar to those of Si_n+1^-. The most stable isomers of ScSi_n^- cluster anions and their neutrals are similar for n=2, 3 and 5 but different for n=4 and 6, indicating that the charge effect on geometry is size dependent for small scandium-silicon clusters. The low electron binding energy (EBE) tails observed in the spectra of ScSi_4,6^- can be explained by the existence of less stable isomers. A comparison between ScSi_n^- and VSi_n^- clusters shows the effects of metal size and electron configuration on cluster geometries.     

人体腿部四层结构的红外热成像有限元分析

为研究人体红外热成像和体内肿瘤热源的关联,本文构建了包括骨层、肌肉层、脂肪层、皮肤层的人体腿部有限元模型。根据体内温度沿径向分布的特点,给出了各区域内动脉血液灌注热生成率随径向坐标变化的情况,解决了有限元建模中动脉血灌注热生成率随温度变化的非线性问题。进而用有限元方法数值计算了不同尺寸和不同深度的体内肿瘤所带来的温度变化。结果表明：在所研究的肿瘤尺寸范围内,肿瘤尺寸越小,体内温度提升越高,体表的峰值温度越高,体表温度分布半峰宽越窄,温度变化越陡峭。对于特定尺寸的肿瘤,肿瘤越深,体内峰值温度越高,体表的峰值温度越低,体表温度分布半峰宽越宽,温度变化越平缓。     

Degradation behavior of electrical properties of GaInAs (1.0 eV) and GaInAs (0.7 eV) sub-cells of IMM4J solar cells under1-MeV electron irradiation

In this work the degradation effects of the Ga_(0.7)In_(0.3)As(1.0 eV) and Ga_(0.42)In_(0.58)As(0.7 eV) sub-cells for IMM4J solar cells are investigated after 1-MeV electron irradiation by using spectral response and photoluminescence(PL) signal amplitude analysis, as well as electrical property measurements. The results show that, compared with the electrical properties of traditional single junction(SJ) GaAs(1.41 eV) solar cell, the electrical properties(such as Isc, Voc, and Pmax)of the newly sub-cells degrade similarly as a function of log ?, where ? represents the electron fluence. It is found that the degradation of Voc is much more than that of Isc in the irradiated Ga_(0.42)In_(0.58)As(0.7 eV) cells due to the additional intrinsic layer, leading to more serious damage to the space charge region. However, of the three types of SJ cells with the gap widths of 0.7, 1.0, and 1.4 eV, the electric properties of the Ga_(0.7)In_(0.3)As(1.0 eV) cell decrease largest under each irradiation fluence. Analysis on the spectral response indicates that the Jsc of the Ga_(0.7)In_(0.3)As(1.0 eV) cell also shows the most severe damage. The PL amplitude measurements qualitatively confirm that the degradation of the effective minority carrier life-time(τeff) in the SJ Ga_(0.7)In_(0.3)As cells is more drastic than that of SJ GaAs cells during the irradiation. Thus,the output current of Ga_(0.7)In_(0.3)As sub-cell should be controlled in the irradiated IMM4J cells.     

不同非均匀性校正温度的红外测温技术

为使制冷型中波红外热像仪在不同环境温度下经过非均匀性校正后保持较高的测温精度,研究了考虑非均匀性校正温度效应的中波红外热像仪标定模型。利用不同温度的面源黑体对热像仪进行非均匀性校正,然后对黑体目标进行测温实验,获得了不同校正温度下热像灰度与黑体辐射亮度之间的变化关系,建立了目标的测温数学计算模型,最后对测温结果进行误差分析。结果表明：在不同校正温度下,热像灰度相对非均匀校正辐亮度的漂移可做线性化处理,且与目标温度变化无关。在非均匀性较低的测温范围内热像仪的测温误差小于±0.22 ℃,极大减小了制冷型中波红外热像仪在不同校正温度下非均匀性校正后的测温误差。     

利用自由曲面进行微变焦共形光学系统设计

为使万向支架式共形导引头光学系统获得更大的无渐晕观察视场,设计了利用自由曲面进行像差平衡补偿的折反射式微变焦共形导引头光学系统.系统在所有观察视场中的均方根点斑直径都接近或小于像元尺寸,且在非零搜索观察视场中都具有接近衍射极限的成像质量,该方法使共形光学系统获得大的无渐晕观察视场成为可能.     

25倍中红外连续变焦光学系统设计

针对制冷型320pixel×240pixel凝视焦平面阵列探测器,设计了一个25倍中红外连续变焦光学系统。该系统由变焦系统和二次成像系统构成。变焦系统由两个子变焦系统串联而成,可以实现高变焦比;二次成像系统的作用是压缩物镜口径和实现冷光阑效率的要求。该中波红外连续变焦系统光学系统的工作波段位于3.7～4.8μm,可以实现12～300mm连续变焦,F数达到2.5,满足100%冷光阑效率的要求。该系统具有变焦比大、相对孔径大、变焦行程短和变焦轨迹平滑等优点。