1 微光夜视技术重点实验室, 陕西 西安 710065
2 昆明物理研究所, 云南 昆明 650223
3 空装成都局驻昆明地区军代表室, 云南 昆明 650223
为研究三代微光像增强器亮度增益对像质的影响, 提出对不同增益条件下荧光屏输出图像的像质进行对比分析, 以提高三代微光像增强器的成像质量。首先, 在三代微光像增强器的理论基础上, 论证了亮度增益会直接影响像增强器的成像质量。然后, 通过图像质量评价的两个重要参数信噪比和分辨力, 建立像质评价系统并搭建实验装置。最后, 通过实验结果表明, 在无月夜天光照度条件下, 当亮度增益取得最佳值时, 输出图像在视场明亮清晰的同时分辨力由 32 lp/mm提升至 40.3 lp/mm。证明该研究对夜间环境中, 如何通过合理设置亮度增益值使微光夜视仪获得最佳成像质量具有指导意义。
微光像增强器 亮度增益 图像质量 信噪比 分辨力 low-light-level image intensifier, luminance gain,
1 微光夜视技术重点实验室，陕西西安 710065
2 昆明物理研究所，云南昆明 651505
铝镓氮光电阴极日盲紫外像增强器以日盲特性优、探测灵敏度高等特点，已被广泛应用于日盲紫外探测系统中，辐射增益是表征其增强功能的重要指标之一。本文针对铝镓氮光电阴极日盲紫外像增强器辐射增益数学模型及测试方法缺乏问题，采用在微光像增强器亮度增益数学模型基础上，对光电阴极引入入射辐射照度，对荧光屏引入视见函数这两个量值，推导出了有效直径为.18 mm的双近贴聚焦铝镓氮光电阴极紫外像增强器辐射增益(.＝254 nm)的数学模型，采用实验室标准设备对数学模型中光电阴极量子效率、微通道板电流增益、荧光屏发光效率等参数进行了有效测量，将诸参数的测量值带入了辐射增益数学表达式中，计算出了 10支铝镓氮光电阴极日盲紫外像增强器样品的辐射增益理论值；同时改造完成了一套紫外像增强器辐射增益测试系统，利用该系统测试了上述 10支样品的辐射增益，并对数学理论值与实际测量值进行比较，两者偏差在 10%之内，验证了数学模型和测试系统的正确性。本文研究的辐射增益数学模型可指导高辐射增益紫外像增强器技术相关研究。
铝镓氮光电阴极 紫外像增强器 辐射增益 辐射照度 辐射出射度 AlGaN photocathode, UV image intensifier, radiatio
1 微光夜视技术重点实验室，陕西 西安 710065
2 南京理工大学 江苏省光谱成像和智能感知重点实验室，江苏 南京 210094
3 南京工程学院 信息与通信工程学院，江苏 南京 211167
单像素成像系统由于其独特的成像方式受到广泛关注，但其在噪声环境中的目标识别方法并未得到深入研究。针对该问题，文中分别采用桶探测器获取的信号值和重构出的二维图像作为训练样本进行深度学习，并以此识别噪声环境中的目标。通过对比两者识别结果，发现在采样率较低时，前者即使在较强噪声环境中也可以获得较高的识别率；而后者的识别率虽然一直比较稳定，但其预处理时间较高，因此前者更适用于快速成像中的目标识别。此外，对于仅利用桶探测器信号进行训练的方法，文中还研究了目标稀疏度对其识别精度的影响，发现当外界噪声和采样率一定时，稀疏度越高的目标，其识别精度也越高。文中为噪声环境中单像素成像的目标识别方法提供了选择依据。
单像素成像 目标识别 深度学习 ghost imaging target recognition deep learning 红外与激光工程
2020, 49(6): 20200010
红外与激光工程
2020, 49(3): 0303020
1 微光夜视技术重点实验室, 陕西西安 710065
2 昆明物理研究所, 云南昆明 650223
在微光像增强型电荷耦合器件(Intensified Charge-coupled Device, ICCD)积分时间内, 空间振动影响微光 ICCD相机的成像, 导致成像质量下降。对于振动环境下微光 ICCD相机成像, 采用动态调制传递函数( modulation transfer function, MTF)评价空间振动对成像质量影响。结合微光 ICCD相机特有结构, 提出微光 ICCD相机的动态 MTF理论模型, 分析低频正弦振动及高频正弦振动中, 振动幅度、振动周期、积分时间等不同因素对成像质量的影响。
微光 ICCD相机, 动态调制传递函数, 正弦振动 low-light-level ICCD, dynamic MTF, sinusoidal vibr
1 微光夜视技术重点实验室，陕西 西安 710065
2 昆明物理研究所，云南 昆明 650223
建立了理论热脱附和原位程序升温脱附方法研究III族氮化物光电阴极部件的热除气过程。基于Malev吸附-扩散除气理论搭建了光电阴极的平板模型，利用Fick第一和第二定理计算得到了除气过程中样品吸附气体浓度、瞬时除气速率以及总的气体脱附量随时间变化的表达式。为便于直观研究，通过截取四阶近似给出不同扩散系数量级下的以上参量随时间的变化曲线。在III族氮化物光电阴极TPD动态法实验中，研究并分析了光电阴极部件在不同恒温除气阶段的残余气体谱图，由此得出进入真空中的脱附气体种类。采用最小二乘法拟合得到: 恒温1 000 K的条件下，N2的扩散系数为5×10-5 cm2/s。通过理论分析结合TPD实验，III族氮化物光电阴极部件热清洗的有效去除污染加热温度得到了有效的评估和验证。
III族氮化物光电阴极部件 程序升温脱附 残余气体谱 Ⅲ-nitride photocathode assembly temperature programmed desorption residual gas spectrum 红外与激光工程
2019, 48(10): 1017002
1 昆明物理研究所微光夜视技术重点实验室, 云南 昆明 650223
2 云南北方光电仪器有限公司, 云南 昆明 650114
亮度增益是进行微光像增强器寿命预测时常用的一个重要参量, 高精确度的亮度增益测量可以提高微光像增强器寿命预测的准确性。本文基于亮度增益的测量原理, 通过分析测量装置的组成部分及相关误差特性, 给出了能有效降低亮度增益测量误差的处理方案, 该方案经试验证明像增强器寿命预测的准确度有所提高, 其与试验结果之间的相对偏差小于 4%, 为提高微光像增强器的工程研制效率提供一种有效检测手段。
亮度增益 微光像增强器 寿命 相对误差 luminance gain low-light-level image intensifier life relative error
1 西安工业大学 光电工程学院, 陕西 西安710021
2 微光夜视技术重点实验室, 陕西 西安 710065
为了提高微光成像质量, 实现针对动态目标或变化场景的实时性成像的需求, 基于偏振成像原理, 并结合孔径分割技术设计了微光偏振实时成像光学系统。光学系统采用共口径四通道阵列结构, 将4个待测偏振态分成4个独立的成像通道, 通过子孔径成像镜组对探测器靶面进行四象限分割成像, 每个偏振通道通过放置起偏状态不同的偏振片获取目标不同偏振态的强度图像, 从而实现实时偏振成像。光学系统的设计焦距为100 mm、系统整体F数为1.2、工作波长范围为0.4 μm～0.85 μm、最低工作照度为1×10-3 lx、可输出1 080 pixel全高清图像。系统光学总长为167.5 mm, 单通道镜头的MTF值在40 lp/mm处全视场均高于0.57。
偏振成像 微光成像 孔径分割 四通道 polarization imaging low light level imaging division of aperture four-channel
1 昆明物理研究所，云南昆明 650223
2 微光夜视技术重点实验室，陕西西安 710065
光阴极光灵敏度的测量误差大小对微光像增强器寿命预测结果影响很大，高精确度的光灵敏度测量可以实现微光像增强器寿命的准确预测。本文通过分析光阴极光灵敏度测量原理、方法和装置特性，利用光灵敏度误差分配方法，在保证满足寿命预测所需光灵敏度测量误差的前提下，确定了一种合成测量误差为 3.8%的光灵敏度测量方案，基于该方案预测的微光像增强器寿命与实际寿命试验验证结果的相对偏差不超过 2%，为提高微光像增强器的工程研制效率提供了有效的检测手段。
光阴极 光灵敏度 微光像增强器 寿命 测量误差 photocathode integral sensitivity low-light-level image intensifier lifetime measurement error
