干涉式长波红外光谱成像技术以其独特的工作原理和谱段特性, 在众多领域具有广泛的应用前景。为解决仪器小型化、轻量化问题, 研究了一种基于变间隙法布里-珀罗(F-P)干涉仪的新型长波红外光谱成像系统。在分析系统工作原理的基础上, 研究了确定F-P干涉腔两反射面的反射率、变间隙干涉腔的楔角等主要参数的理论依据; 搭建了实验系统, 得到了整个装置对黑体宽波段热辐射的响应; 通过将系统测得的聚丙烯薄膜的透过率曲线与高精度光谱辐射计测量结果进行比较, 结果显示系统光谱分辨率满足理论设计要求。研究表明: 该系统能够有效满足长波红外光谱成像系统的轻便化、小型化的需求。
变间隙 法布里-珀罗干涉仪 长波红外 光谱成像系统 variable gap Fabry-Perot interferometer long wave infrared spectral imaging system 红外与激光工程
2017, 46(3): 0318001
为了使基于数字微镜阵列 (DMD)的电视图像目标模拟器满足不同视场成像系统的测试和评估, 本文介绍了一种变焦准直投影光学系统的设计。此变焦系统采用二次成像结构, 利用透镜组的切换来实现变焦, 为了提高像质并简化结构, 在设计中引入非球面, 光源通过全反射棱镜 (TIR)反射到 DMD上。光学系统工作在近红外波段, 长入瞳距使模拟器变焦系统与导引头光学系统光瞳相匹配, 并为导引头、模拟器提供足够的安装空间。在变焦过程中, 相对孔径保持不变。光学系统像质满足模拟器使用要求。
模拟器 变焦系统 数字微镜阵列 二次成像结构 调制传递函数 simulator zoom system Digital Micromirror Device (DMD) reimaging configuration Modulation Transfer Function (MTF)
在分析经典的Zoom-FFT算法基础上，提出一种基于傅里叶变换光谱技术的Zoom-FFT算法，用matlab仿真常规FFT算法和Zoom-FFT算法，对不同采样步长的干涉条纹进行数据处理，通过反演出的光谱曲线图和原始光谱曲线图可以看出：采样步长小于20 μm时，FFT和Zoom-FFT算法都可以反演出光谱；而当采样步长大于20 μm且小于33.3 μm时，FFT算法未能反演出光谱，而Zoom-FFT算法仍然可以反演出光谱。
傅里叶变换光谱技术 采样定理 采样步长 Fourier transform spectroscopy sampling theorem sampling step FFT FFT Zoom-FFT Zoom-FFT
针对圆型目标模拟器模拟来袭飞机或导弹等红外三角形目标逼真模拟问题，研究了动态红外三角形模拟技术。采用等腰三角形的几何原理，提出一种新型大小和方向连续可变而质心不变的等腰三角形光阑设计方法，实现了0°~3°大小、0°~360°方向动态可调的三角形目标；采用红外宽光谱偏振器组合技术，实现了目标源或干扰源的辐射强度0~100%的连续变化；采用二维平移台及可变圆形光阑，实现了干扰的大小变化及其轨迹变化；研究了基于Windows操作系统的实时控制技术，设计了包括MFC和RTSS双进程的主控软件，实现了控制指令500 μs的实时响应。试验结果表明，带有干扰源的动态红外三角形模拟器能逼真模拟来袭飞机或导弹及释放诱饵的红外辐射特性变化过程。
三角形目标 圆形干扰 红外 成像导引头 目标模拟器 triangle target circular decoy infrared imaging seeker target simulator
1 西安应用光学研究所，陕西 西安 710065
2 西安北方光电科技防务有限公司,陕西 西安 710043
分析了双通道投影系统光路，介绍了准直投影光学系统的设计。此投影系统由目标源和干扰源2个通道组成，2个通道共用一个光学系统。光学系统采用二次成像结构来满足外形及质量的要求，在光学系统的最后一面和焦平面之间插入分束镜来引入目标源通道，并通过减小分束镜的厚度来控制干扰源通道的像差。光学系统工作波段为8 μm～12μm , 焦距315.69 mm，视场8.5°，入瞳距900 mm，最后的像质表明此光学系统能够满足使用要求。
投影系统 准直投影光学系统 分束镜 二次成像结构 projection system projection collimator optics beam splitter re-imaging configuration
介绍了多光谱激光复合点目标运动模拟系统的构成和工作原理。该系统用于光电火控装备及成像导引头系统的研发及验证。3种激光波长(0.65 μm、0.808 μm、10.6 μm)可满足电视(0.4 μm～1.1 μm)和长波红外成像(8 μm～11.5 μm)光电跟踪系统的动态仿真测试。12 m半径1/4球幕在0.4 μm～12 μm宽波段漫反射率大于0.7, 点目标运动范围:方位0°～ ±90°; 俯仰0°～90°。该技术已用于车载防空光电火控系统半实物仿真试验评估中, 跟踪精度从0.4 mrad 提高到0.2 mrad。
多波长激光 目标仿真 光电导引头 multi-wavelength laser target simulation electro-optical seeker
针对传统分光器件存在移动部件以及不能快速实时选择波长的不足，搭建了用声光可调滤光器(AOTF)作为分光器件的多光谱成像系统。系统由光学镜头、AOTF、AOTF驱动器、CCD摄像机和图像采集系统组成。本系统能够在(500～1000)nm的光谱范围内成像。通过对AOTF的控制可以任意选择系统的光谱，从而有目的地选择具有典型目标特性的不同波段的光谱波长，形成同一目标在不同光谱波长下的不同图像。采用迷彩布、头盔以及自然花草进行多次目标特性识别试验，得到了能突出目标特性的具有典型光谱特性的图像。证实了基于AOTF的多光谱成像系统灵敏度高、体积小、无移动部件，并且能够快速实时地改变和选择光谱波段，在所成的多光谱图像中能提高目标与背景的对比度，对伪装目标有明显的探测和识别能力，能将伪装目标与背景区分开。
多光谱成像 目标特性 伪装目标 探测和识别 multispectral imaging AOTF AOTF target property camouflaged target detection and identification
简述了红外场景产生的技术背景以及基于液晶光阀实现可见光到红外视频图像转换的模拟器的总体结构.重点介绍了一种适用于两种不同视场的红外光电系统测试与评估的动态红外场景模拟器光学系统的设计,其中包括变倍透镜的选择和准直投射光学系统的设计.从理论上分析了利用变倍透镜的变化写入不同放大倍率的可见光图像,来满足视场变化需要的方法;从光学指标的确定,结构、材料的选取到最终光学性能,阐述了准直投射光学系统的设计.此投射光学系统工作在8～12μm,焦距271.69 mm,视场为±4°,入瞳距150 mm,后工作距离139.2 mm,点列图和传递函数曲线表明此投射光学系统像质达到理想状态.最后分析了光学系统性能参数与指标要求的符合.在满足设计指标的前提下,和变焦系统相比,该光学系统结构简单、成本低、可行性高.
场景摸拟器 液晶光阀 变焦系统 调制传递函数
