红外与激光工程
2023, 52(10): 20230266
1 北京理工大学光电成像技术与系统教育部重点实验室，北京 100081
2 中国通用技术研究院，北京 100091
通过将直径为 40 mm的像增强器与全画幅尺寸 CMOS直接耦合，对大尺寸直耦工艺进行了研究。针对使用透镜耦合制成的大尺寸 ICCD/ICMOS体积大、光能损失大以及光锥耦合的器件莫尔条纹较多等问题提出采用直接耦合的工艺制作 ICCD/ICMOS。文中研制的大尺寸 ICMOS可获取更大视场内的信息，整机分辨率可达 3800×1900 LW/PH，画面清晰，无明显莫尔条纹，结构紧凑，整机仅为手持数码相机大小，隐蔽性强，有利于在复杂环境中更准确、快速地获取目标信息。
直接耦合 光锥耦合 微光增强 direct coupling, ICMOS, light cone coupling, low l ICMOS
北京理工大学 光电学院 “光电成像技术与系统”教育部重点实验室， 北京 100081
仿视网膜探测器对全景成像具有巨大的应用潜力。针对现有的仿视网膜探测器无法满足全景成像需求的问题，设计了一款新型仿视网膜探测器像元布局。提出针对全景成像应用的新型仿视网膜探测器像元布局模型; 根据应用需求制定了设计准则，继而给出了折反射全景成像应用中的仿视网膜探测器各项参数设计实例。利用粒子群优化算法结合全景图像展开过程的插值效果，对实例中像元数进行了优化，完善了仿视网膜探测器的像元布局设计，在满足全景成像需求的基础上，有效减小了周边像元的冗余数。研究表明，该类型探测器的像元布局设计为今后全景成像发展提供了新的研究思路。
应用光学 像元布局 全景成像 仿视网膜探测器 applied optics pixel layout retina-like sensor panoramic imaging retina-like sensor
针对传统折反射全景成像系统的图像必须依赖展开技术的问题, 提出一种基于仿视网膜成像器件的折反射全景系统设计。利用国内首款仿视网膜CMOS探测器各环上像元与周向、径向空间瞬时视场的对应关系, 推导了双曲面反射镜的镜面参数, 构建了基于BIT Retina52探测器的全景成像系统。系统实现了无需坐标变换的全景图像直接输出, 较之传统折反射成像系统, 改善了空间角分辨率变尺度分布问题。
应用光学 仿视网膜成像器件 全景成像 空间角分辨率 折反射 applied optics retina-like imaging device panorama imaging spatial angel resolution catadioptric
1 北京理工大学光电学院， 北京 100081
2 海军装备研究院系统所， 北京 100073
利用数值仿真方法研究了H2O和CO2高温混合气体喷流的红外辐射特性。根据H2O和CO2两种气体的吸收特性，将红外波段划分为1.32~1.69 μm、1.56~2.27 μm、2.27~3.8 μm、3.8~8.3 μm和8.3~20 μm五个波段。建立了基于某型发动机喷嘴的尾流红外辐射特性模型，并利用此模型分别研究了H2O和CO2高温混合气体喷流在这五个波段的辐射特性分布。仿真结果表明，喷流中H2O含量越高，越有助于能量的扩散，因此喷流温度和辐射能量也越低；在高温喷流的辐射特性中，中波红外波段辐射能量最强，长波红外波段的最弱。
物理光学 红外辐射 喷流 吸收系数 水蒸气 二氧化碳
1 北京理工大学 光电学院 光电成像技术与系统教育部国家重点实验室, 北京 100081
2 北京利云技术开发公司, 北京 100191
理论上分析了CIDC1816型直耦增强数码相机在采集静态图像过程中像增强器阴极电压衰减时间对电子光学系统横向位移的影响.实验证明了阴极电压衰减时间会对荧光屏亮度衰减时间产生影响.提出了利用电子开关的高速响应特性来减小阴极电压衰减时间，以改善该类型相机时间响应特性的方法.研究表明，当外界光照条件大于10－4 lx时，阴极电压衰减时间由80～130 ms减小到50~60 ns，电子光学系统的横向位移受阴极电压衰减特性的影响减小，荧光屏亮度衰减时间由12～26 ms减小到了3～4 ms.研究结果证明了该方法能够有效地减小像增强器阴极电压衰减时间和荧光屏亮度衰减时间，为提高该类型相机静态成像质量提供参考.
微光夜视 像增强器直耦 像增强器 阴极电压 衰减时间 电子开关 Low light level night vision Image intensifier direct coupling Image intensifier Cathode voltage Attenuation characteristics Electronic switch
1 北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室, 北京 100081
2 北京利云技术开发公司, 北京 100192
介绍了一种新型柔性液晶薄膜光开关的设计与制作。该薄膜型光开关利用聚合物分散液晶（PDLC）材料的电光特性，实现光开关的功能。描述了光聚合引发相分离法制备小型PDLC光开关的方法，包括材料选择、工艺路线和制备流程，并给出了测试方法与对比分析结果，得到了较优的制备方法。提出并实现了小体积驱动的制作以及一种较稳固的电极引出方式。实验结果表明，直径为10 mm的圆形PDLC光开关，阈值电压为4.316 V，饱和电压为13.938 V，开启响应时间为2.6 ms，关闭响应时间为96.7 ms，对比度为11.46，具有小型、低压驱动的特点。
光学器件 光开关 光聚合引发相分离 聚合物分散液晶 薄膜 小型 激光与光电子学进展
2014, 51(2): 022304
1 北京理工大学 光电学院, 北京 100081
2 中国计量科学研究院 光学与激光计量科学研究所, 北京 100013
显示器的色度和亮度可以通过彩色亮度计进行测量。小视场滤光片式彩色亮度计因其低成本在生产线上应用广泛, 而近来出现的影像式彩色亮度计虽然也属滤光片式, 但是由于其探测器不同而具有大视场, 且结构、原理和性能与前者都有差异。量化比较这两类滤光片式彩色亮度计的性能, 可以为影像式彩色亮度计的质量评估提供依据。文章分别选取两类滤光片式彩色亮度计中的代表型号, 通过进行原理分析和实验验证进行对比分析。结果表明, 影像式彩色亮度计的性能不低于小视场滤光片式彩色亮度计。
小视场滤光片式彩色亮度计 影像式彩色亮度计 性能比较 small-field optical filter color luminance meter image color luminance meter performance contrast
北京理工大学 光电成像技术与系统教育部重点实验室, 北京 100081
成像过程中, 被摄像目标与摄像机之间的相向运动会造成图像的辐射状模糊。根据相向运动成像特点给出了仿视网膜探测器像元布局的初始结构, 建立了其在相向运动成像过程中的成像仿真模型。由仿真实验结果建立了探测器结构参数、模糊度及成像质量三者的关系, 验证了仿视网膜探测器在高速相向运动成像中的优势, 为仿视网膜探测器的设计奠定了基础。
探测器 成像仿真 相向运动 仿视网膜 辐射状模糊 sensors imaging simulation forward motion retina-like radial blurring
北京理工大学光电学院, “光电成像技术与系统”教育部重点实验室, 北京 100081
从普朗克黑体辐射定律出发, 通过计算, 得到不同温度下景物的辐射出射度, 推导出真空低温密闭环境中景物辐射通过光学系统进入红外探测器的辐射通量的计算公式, 得到了探测器接收到的辐射通量, 研究了影响探测器性能的主要噪声, 并且计算了系列红外探测器的最小可探测功率, 进而分析得到了影响红外热成像系统可探测最低温度的影响因素, 通过计算得到了系列探测器的低温探测极限。该工作可为用于低温环境和目标探测成像的红外成像测温系统设计提供依据。
最低可探测温度 最小可探测功率 辐射通量 红外探测器噪声 the lowest temperature can be detected NEP radiation fluxes infrared detector noise
