1 空军航空大学 航空作战勤务学院, 长春 130022
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国科学院天基动态快速光学成像技术重点实验室, 吉林 长春 130033
为了实现窄带完美吸收,本文提出了一种简单的三层金-二氧化硅-金薄膜(MDM)结构。通过电磁波时域差分算法(FDTD)进行模拟仿真和理论计算,详细分析了该结构的可调谐吸收特性,同时建立了理论模型,分析了其中存在的电磁模式以及窄带完美吸收的物理机制。首先,利用电磁波时域差分算法和传输矩阵算法(TMM)对该结构进行了理论计算,详细地分析了各个结构参数对吸收光谱的影响。然后,对该结构形成的窄带完美吸收物理机制进行了分析讨论。最后,利用磁控溅射制备手段,成功制备了三层结构的样片。实验观测到的结果与理论仿真一致。实验结果表明:本文提出的窄带完美吸收结构,最窄带宽约为21 nm,最高吸收可达99.51%,基本实现了窄带完美吸收。本文研究成果为相关应用奠定了基础。
薄膜 完美吸收 超薄薄膜 thin film perfect absorber ultrathin film
红外与激光工程
2023, 52(2): 20220408
1 长春职业技术学院, 吉林长春 130033
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 中国科学院天基动态快速光学成像技术重点实验室, 吉林长春 130033
3 中国人民解放军63850部队, 吉林白城 137001
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。
红外系统 作用距离 点目标 对比度 infrared system operating range point target NETD NETD, contrast
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
2 中国人民解放军63768部队,陕西 西安 713800
在进行辐射特性测量时,红外相机积分时间的选取是影响特性测量精度的重要因素。针对该问题,以辐射特性测量实验数据为基础,对同一温度、不同积分时间下的红外图像对比度、信噪比以及辐射特性测量精度进行了分析。结果表明,积分时间通过影响红外图像的对比度和信噪比进而影响了辐射特性测量精度。适当延长红外相机的积分时间,可以增强图像的对比度和信噪比,从而提高辐射特性测量精度。该结果对红外辐射特性测量系统相机积分时间的选取具有指导意义。
辐射特性测量 积分时间 红外焦平面阵列 辐射定标 红外图像 radiation characteristic measurement integration time infrared focal plane array radiometric calibration infrared image
1 北京跟踪与通信技术研究所,北京 100094
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
3 中国科学院西安光学精密机械研究所,陕西 西安 710119
红外探测器的非均匀性问题直接影响红外成像质量和测量精度。地基红外辐射测量系统对远距离飞行目标进行成像时往往不能占满全靶面区域。为提高图像质量,提出了一种基于定标的非均匀性分区域校正算法。以靶面大小为640×512的制冷型中波红外探测器为实验对象,基于黑体定标的两点校正法,采用全靶面校正算法及本文算法进行了验证。结果表明,当成像区域小于全靶面的1/3时,分区域非均匀性校正后非均匀性误差低于0.002%。与全靶面非均匀性校正算法相比,此校正算法使非均匀度进一步降低了30%至75%不等,非均匀性误差的下降率大于30%。采用本文算法后,各区域的非均匀度进一步下降,校正目视效果进一步提高。因此该校正方法具有一定的工程应用价值。
红外图像 地基红外辐射测量 非均匀性校正 辐射定标 infrared detector ground-based infrared radiation measurement nonuniformity correction radiometric calibration
1 中国人民解放军63696部队, 江苏 江阴 214431
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
3 中国科学院天基动态快速光学成像技术重点实验室, 吉林 长春 130033
在靶场辐射测量中, 红外辐射特性数据被广泛应用于目标红外特性识别和隐身特性评估, 在安防与**领域发挥着不可替代的作用。目标红外辐射特性数据获取需基于系统的辐射定标。对于中、长波测量系统来说, 红外辐射定标主要针对定焦系统, 而对变焦系统的辐射标定较少。建立了连续变焦系统的红外辐射定标模型, 并对1000 mm口径的短波连续变焦系统进行了分析。数据分析结果显示, 随着F数的增大, 系统的辐射响应增益减小。分析了其对辐射测量的影响。可以看出, 该研究具有一定的工程意义。
短波红外成像 连续变焦 辐射定标 红外探测器 shot-wave infrared imaging continuous zoom radiation calibration infrared detector
红外与激光工程
2020, 49(10): 20200142
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
具有确定相对孔径的光学系统只能对有限景深范围内的物体进行清晰成像。而超出景深范围的物体经过两个光学元件的两次反射之后,聚焦于探测器靶面,形成超景深鬼像光斑,大大降低了对比度。利用Code V与LightTools软件对已产生超景深鬼像的光学系统进行了仿真分析,并对产生超景深鬼像的两个光学元件表面进行了定位。仿真结果与产生的现象能够对应,证明该方法正确可行,并可用于其他光学系统。
超景深鬼像 仿真分析 exceed depth of field ghost image Code V Code V LightTools LightTools simulation analysis
1 中国人民解放军91245部队,辽宁 葫芦岛 125000
2 中国人民解放军95859部队,甘肃 酒泉 735018
3 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,中国科学院天基动态快速光学成像技术重点实验室,吉林 长春 130033
4 中国人民解放军964医院461院区,吉林 长春 130062
目标的红外辐射特性是实现目标隐身性能评估与目标识别的重要红外数据之一。传统的红外辐射反演技术会将目标分为点目标和面目标来分别加以处理。考虑到靶场目标的飞行姿态和距离变化的影响,利用现有的红外辐射特性数据难以明确地将点目标与面目标分开处理。就此提出了一种通用的红外辐射特性测量方法。该方法可统一实现目标特性的处理,并简化了数据处理的模式。采用口径为600 mm的中波红外辐射特性测量系统对目标反演精度进行了验证。在积分时间为2000 s和3000 s的条件下分别对目标进行了数据处理,证实了本文方法的有效性。结果表明,该方法具有一定的工程应用意义。
红外成像 辐射测量 辐射定标 红外探测器 infrared imaging radiation measurement radiation calibration infrared detector