弹载红外相机静态质量质心配平

为了实现弹载红外相机静态质心配平,在整机质量具有一定要求下,设计了一套数量少、质量轻、工艺性好、互换性优的配重负载组合。针对狭小空间体积的弹载红外相机设计出配重负载以及合理安排负载组合的安装位置,提出了先利用三维设计软件Creo4.0仿真出原始样机质心位置,再结合整机的质心要求,在空间两点采用力矩平衡原理计算出配重负载质量和质心应在位置的耦合关系,在总结归纳了配重负载设计原则之上,运用Creo4.0设计出配重负载方案。经过投图、加工、装配以及严格的质心测试论证,结果表明,该方法很好地实现了质心配平功能,使得弹载红外相机满足质心要求。这种静态质心配平思路相较于试配法具有快速高效、布局合理等优势。     

模拟绿色植被光谱特征的高光谱伪装材料与技术研究进展

高光谱成像技术对伪装隐身技术提出了新的更高要求。研究绿色植被光谱特征的各种模拟技术,可为解决高光谱成像探测下目标的伪装问题提供新的思路。本文总结了绿色植物在可见-近红外波段以及热红外波段的光谱特征,分析了其在不同波段的光谱特性形成机制,阐述了近年来模拟绿色植被光谱特征的高光谱伪装材料与技术的研究进展,分析了现有高光谱伪装材料与技术的特点及存在的弊端,提出了模拟绿色植被光谱特征的高光谱伪装材料与技术的发展方向和趋势。     

基于梯度能带结构的高速非制冷中波红外HgCdTe探测器

报道了基于梯度能带结构的高速室温中波红外HgCdTe器件,器件设计为n-on-p同质结结构,在300 K的零偏压条件下达到了1.33 ns（750 MHz）的总的响应时间,相对于非制冷的碲镉汞器件和工作于高偏压下的碲镉汞APD器件响应速度有所提高。基于一维模型的分析表明,吸收层中的组分梯度可以形成内置电场并改变了载流子的输运特性,该模型由不同组分梯度的HgCdTe器件的实验对比验证。因此,此项工作优化了高速HgCdTe中波红外探测器的设计,并为设计超快中波红外光电探测器提供了一种可行的思路。     

红外系统点目标作用距离计算方法分析与实例

红外系统的作用距离参数是表征红外系统成像性能的重要指标。目前,红外系统作用距离的计算方法有多种,但都有其各自的适用性和局限性,因此需要考虑不同条件下多种因素对作用距离的影响。本文基于探测能量、基于噪声等效温差（NETD）的和基于对比度的3种点目标探测的作用距离模型,发现在不同条件下应用的局限性。当观测目标为人时,基于NETD的模型计算作用距离为8.74 km,与外场实验数据更为接近。而当观测目标为飞机时,基于能量的模型计算作用距离为32.04 km,与外场实验数据更为接近。结果表明,针对不同特征的目标,选取适当的作用距离计算方法有助于提高系统作用距离估算的准确度。     

基于多尺度语义网络的红外舰船目标检测

为了增强舰船检测的抗干扰性能,本文提出了一种有效且稳定的单阶段舰船检测网络,该网络主要由3个模块组成：特征优化模块,特征金字塔融合模块和上下文增强模块,其中特征优化模块是提取多尺度上下文信息,并进一步细化和增强顶层特征输入特性,增强弱小目标检测性能;特征金字塔融合模块能够生成表征能力更强的语义信息;上下文增强模块则是整合局部和全局特征增强网络特征表达能力,以降低复杂背景对检测性影响,平衡前景和背景的不均衡差异,消除鱼鳞波的影响。为了验证本文所提方法的有效性和鲁棒性,本文对自建的舰船数据集进行了定性定量验证。实验结果表明,相比现有最新基准对比模型,本文所提网络在自建数据集上均达到了最优性能,在不增加复杂度的情况下极大提升了检测精度。     

基于中红外激光吸收光谱的CH4浓度检测仪研究

针对公共安全生产和气候环境研究领域对CH4浓度测量的需求,本文基于中红外激光吸收光谱技术,利用函数发生器、低噪声电流驱动器、温度控制器和7.323μm波段量子级联激光器集成输出模块,结合气池、光电探测器和数据采集系统完成对CH4浓度检测仪的设计与实现。采用波长调制方法对CH4浓度测量展开研究,通过一次谐波平均值归一化处理二次谐波来抑制低频噪声,同时消除了光强波动影响。实验证明在标定浓度范围内,CH4气体浓度值与归一化二次谐波峰值具有良好的线性相关,相关系数高达0.99997。Allan方差分析表明,在积分时间为10s时,系统的检测下限为7.19ppmv。结果表明,CH4浓度检测仪整体性能适用于煤层气开采和储运过程泄漏等需要及时报警的场景。     

一种多塔中波天线的设计与仿真

占地面积大、征地成本高、场地限制不好布设等问题一直严重制约中波天线的建设。 为了减少中波天线占地面积,提高铁塔的利用率,对天线布局和天馈网络进行优化设计,研究双频共塔匹配网络、阻塞网络和共址多塔天线辐射特性,给出三塔六频率的解决方案。最后,通过仿真论证,给出对应的网络、天线几何结构和辐射性能参数。     

2.8 μm中红外同步泵浦锁模光纤激光器

2.8μm波段中红外光纤激光器在激光医疗领域具有重要的应用,受到广泛关注。研究并实现了2.8μm同步泵浦锁模脉冲光纤激光器。自主研制了大功率单模976nm皮秒脉冲激光器并以此作为泵浦源,以掺铒氟化物光纤环形腔作为谐振器,通过纤芯同步泵浦的方式,在交叉相位调制作用下实现了2.8μm同步泵浦锁模脉冲激光器的制备。锁模脉冲的中心波长为2784.7nm,重复频率为6.534 MHz,脉冲宽度接近光电探测器极限。所提方案不需要在谐振器内插入任何中红外主动或被动调制器,具有系统稳定性好和易于实现全光纤化等优势。     

中红外高双折射悬吊芯硫系光纤的优化及制备

高双折射光纤对线偏振光具有强的偏振保持能力,因此,开发中红外高双折射光纤对于高效使用高偏振中红外激光意义重大。本研究团队对具有最大双折射值的一字型悬吊芯结构进行了参数优化,结果表明:当矩形芯的长宽比a/b=3.6时,在波长1.55μm处,双折射能达到4.7×10^-4,高于传统的石英保偏光纤;当空气孔半径r=28μm且两空气孔间距d=5.1μm时,双折射值在波长5μm处高达7.1×10^-3;在工作波长范围内,两极化模的限制损耗均低于10^-3 dB/m量级。通过实验制备了结构最优的一字型硫系悬吊芯光纤,其在波长5μm处的双折射高达4.6×10^-3,接近石英光子晶体光纤的双折射水平。     

大口径超低吸收系数中红外磷锗锌晶体与器件制备

光参量振荡（OPO）技术是目前实现全固态可调谐高功率3～5μm中红外激光的主流方案,其核心是红外非线性光学晶体,晶体品质决定红外激光功率水平。磷锗锌（ZnGeP₂, ZGP）晶体性能优异,被称为"中红外非线性光学晶体之王",但在0.7～2.2μm附近存在异常的光学吸收带,这阻碍了ZGP OPO功率的进一步提升。针对这一问题,采用自制的梯度冷凝炉,结合超低梯度冷凝技术,生长出3.8～5.0 cm大尺寸ZGP单晶,通过定向、切割、退火、抛光、镀膜等处理后,成功实现了多种规格OPO器件的生产,最大器件尺寸达30 mm×30 mm×40 mm,器件在波长2.09μm和1.064μm处的吸收系数分别低至0.015 cm^-1和0.4 cm^-1。采用单块超低吸收ZGP OPO器件,实现了3～5μm高功率中红外激光输出,功率达107 W,斜率效率为75%,光光效率为61.8%,光束质量（M²）为3.1左右。