1 浙江大学 光电科学与工程学院 极端光学技术与仪器全国重点实验室, 浙江 杭州310027
2 浙江省计量科学研究院, 浙江 杭州310018
3 浙江省能源与环境保护计量检测重点实验室, 浙江 杭州310018
针对气体激光遥测光信号微弱、环境因素干扰强等特点,结合波长调制技术,设计和研究了用于TDLAS激光遥测的高灵敏度光电探测电路(Highly Sensitive Photoelectric Detection Circuit, HSPDC)。基于波长调制技术,确定了TDLAS信号噪声抑制方法;采用光电二极管理想模型,分析了光电探测电路的线性响应特性并确定了光电二极管的关键参数;基于级联放大原理设计、仿真并对HSPDC进行测试。结果表明:所设计HSPDC的光功率检测下限为0.11 nW,信号衰减仅为0.79 dB(f=10 kHz),截止频率较现有108 V/A跨阻放大电路高一个数量级,可用于高速调制微弱光信号的探测。搭建了气体激光遥测系统,当调制频率为3 kHz时,激光遥测系统获得了良好的检测性能,检测灵敏度达到88.66 mV/ppm,检测限优于0.565 ppm,线性拟合度R2为0.9996。研究表明,研制的HSPDC光电探测电路具有响应速度快、检测灵敏度高等优点,可集成化,能满足气体激光遥测应用需求。
光电探测 跨阻放大 TDLAS 开放光路 激光遥测 photoelectric detection transimpedance amplification TDLAS open light path laser telemetry
四川九洲电器集团有限责任公司,四川绵阳 621000
为满足机载光电吊舱轻小型、紧凑型要求,解决光电吊舱散热问题,采用了热传导和风机内循环对流结合的散热方式,用金属结构件将发热元器件与壳体接触建立热传导通道,用风机内循环强化内部对流建立低热阻的对流换热通道,通过 ICEPAK热仿真软件对该散热方式建模仿真计算表明:静止条件下吊舱核心处理芯片 DSP、FPGA、SoC温升分别为: 29.1℃、29.2℃、33.8℃,相比无风机时别降低: 5.2℃、3.5℃、4.4℃;飞行条件下温升分别为: 11.9℃、9.1℃、15.5℃;静止条件下,在风机内循环作用下,舱内最高环境温度较无风机内循环时降低约 5.5℃。通过与同等条件下高温试验数据比较,仿真温度与测试温度相差 3.1℃。该散热方式可有效降低舱内环境和器件的温升,满足吊舱使用要求,结构简单占用空间小,适用于轻小型、紧凑型机载光电吊舱。
光电探测系统 光电吊舱 散热技术 热仿真与试验 photoelectric detection, airborne photo-electric p
1 山西大学光电研究所,量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西 太原 030006
2 山西大学物理电子工程学院,山西 太原 030006
3 山西大学极端光学协同创新中心,山西 太原 030006
在理论分析的基础上,利用光电二极管的固有结电容和可变电感构成共振电路实现光电探测。通过精简电路并对电路板进行精密布板设计,降低由原内部混频电路带来的杂散寄生电容的影响;利用选定低噪声芯片、低转换损耗混频器及滤波器隔离噪声,构建高信噪比的集成化共振型光电探测器(RPD),并实现了对特定调制信号的高效探测。实验结果表明:在相同条件下,RPD增益在共振频率下比商用宽带探测器(BPD)高大约30 dB。利用RPD获得的锁腔误差信号的峰峰值是BPD的16倍,其误差信号的信噪比比现有BPD高18 dB左右。可见,此RPD能够为高性能压缩态光场制备提供器件支持。
量子光学 共振电路 光电探测 集成化 高信噪比 压缩态
1 沈阳理工大学理学院, 沈阳 110159
2 中国科学院金属研究所, 沈阳 110016
为探索氧化铟基半导体薄膜择优取向的控制生长策略, 并探究晶面取向对光电性能的影响, 采用磁控溅射技术在石英(SiO2)衬底上分别制备了具有(222)和(440)晶面择优取向的氮掺杂氧化铟(In2O3:N)薄膜, 利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、紫外-可见分光光度计对In2O3:N薄膜的晶体结构、表面形貌、元素组成、光学带隙进行了表征, 并研究了不同择优取向薄膜的光电特性。结果表明: 不同择优取向In2O3:N薄膜的氮掺杂均以替位式为主, 氮掺杂会导致氧化铟的禁带宽度减小至2.89 eV。相比(222)晶面择优取向, (440)晶面择优取向的In2O3:N薄膜的光响应时间更短。
氮掺杂氧化铟 磁控溅射 择优取向 光电探测 nitrogen-doped indium oxide magnetron sputtering preferred orientation photoelectric detection
红外与激光工程
2022, 51(11): 20220093
1 哈尔滨工业大学 物理学院,哈尔滨
2 空军装备部驻北京地区军事代表驻天津地区第三军事代表室,天津
采用时间相关单光子计数技术的激光雷达具有更高的灵敏度,而利用偏振探测技术可以增加对目标的识别能力。搭建了基于偏振检测的时间相关单光子计数成像系统,对不同材质、相同和不同深度的目标进行了成像。结果表明,在单脉冲回波光子数0.04个的情况下,能够利用偏振探测方法获得目标回波的偏振信息,且对比强度图像和深度图像,偏振图像中目标的边缘更加清晰。
偏振成像 时间相关单光子计数 光电探测 目标识别 polarization imaging time-correlated single-photon counting photoelectric detection target identification
1 海军装备部装备项目管理中心, 北京 100040
2 大连舰艇学院, 辽宁 大连 116018
红外搜索跟踪系统具有角分辨精度高、隐蔽性好、探测能力强、抗电磁干扰能力强等优点, 在舰船预警探测领域得到了广泛的应用。 详细介绍了舰船红外搜索跟踪系统的工作原理、分类及舰船红外搜索跟踪系统的发展现状, 最后总结了舰船红外搜索跟踪系统的发展趋势。
红外搜索跟踪系统 图像拼接 凝视成像 光电探测 智能算法 infrared search and tracking system image mosaic staring imaging photoelectric detection intelligent algorithm
红外与激光工程
2022, 51(1): 20210987