太原理工大学电子信息与光学工程学院，山西 太原 030024
采用两步气相沉积方法制备高品质锡基卤化物钙钛矿纳米片。首先，在云母衬底上制备出尺寸可控的碘化亚锡（SnI2）纳米片前驱体；然后，将这些纳米片转化为甲胺锡碘（CH3NH3SnI3）。根据晶体成核生长理论，系统研究了沉积时间、H2气体流量、转化时间、Ar气体流量等条件对纳米片尺寸及成分的影响规律，并实现了尺寸可控且表面颜色均匀的无铅钙钛矿纳米片制备，其中尺寸可控制在8~41 μm。光致发光（PL）光谱测试结果证明所制备的CH3NH3SnI3纳米片具有良好的近红外（920 nm）发光特性。此外，经过聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）钝化的CH3NH3SnI3纳米片具有良好的稳定性，在N2氛围中可维持48 h以上的稳定性。这种尺寸可控的无铅钙钛矿纳米材料可应用到近红外光电器件中。
光学器件 锡基卤化物钙钛矿 气相沉积 晶体成核理论 纳米片 近红外特性 光学学报
2023, 43(16): 1623022
1 南京航空航天大学航天学院，江苏 南京 210001
2 南京航空航天大学空间光电探测与感知工业和信息化部重点实验室，江苏 南京 210001
3 中国空间技术研究院遥感卫星总体部，北京 100098
将偏振特性结合到强度信息中可有效提高天基系统对海面背景下空中目标的探测与识别性能，尤其是对于红外隐身目标。针对红外偏振特性、最优探测波段不明的问题，建立了基于天基平台的空中目标红外偏振辐射模型，分析了近红外到长波红外目标的偏振特性。采用偏振度作为评价指标，分析了目标辐射温度、飞行高度和天基探测俯仰角在红外波段中的偏振辐射规律。实验结果表明：对于不同飞行高度、辐射温度的目标而言，目标与海面背景的红外偏振特性在9 μm处差异显著，该波长可作为偏振探测的最佳波段；在最佳探测波段，相较于水平偏振而言，目标和背景的差异主要体现在垂直偏振分量上；当天基平台俯仰角为大角度掠地状态时，目标与背景的偏振度差值更大，有利于提高探测性能。
测量 偏振成像 红外特性 海面背景 天基探测 偏振度 光学学报
2023, 43(12): 1212006
海军工程大学 动力工程学院，湖北 武汉 430000
水下航行器动力系统循环冷却水经由排放口排出，与环境水体掺混换热形成热射流。热射流在环境水体中扩散、浮升并在水体表面形成红外特征。为探究排放口结构对水下航行器热射流红外特征的影响，文中采用仿真分析结合实验验证的方法进行研究。依托CFD计算软件平台建立水下航行器运动模型，设计不同半径比椭圆形排放口结构并对比热射流红外特征差异。通过缩比水池实验验证椭圆形排放口半径比对热射流红外特征的影响，同时验证仿真计算方法及设计参数的有效性。在椭圆形排放口的基础上，进一步设计排放口数量及分布位置，抑制热射流红外特征，提升水下航行器热隐身性能。根据仿真计算及实验结果可知，在排放流量相同的条件下，半径比越小的椭圆形排放口热射流掺混换热效果越好，红外特征越不明显。同时，增加排放口数量以及排放口分布位置采用两翼排列方式可以进一步加强热射流温度衰减，降低水面最高峰值温度。
水下航行器 热射流 排放口 结构设计 红外特征 underwater vehicle thermal jet discharge port structure design infrared characteristics 红外与激光工程
2023, 52(1): 20220333
红外与激光工程
2022, 51(11): 20220105
提出了一种基于红外特征的在役飞机电接触可靠性在线评估方法。在役飞机长期的振动、腐蚀、高温等环境负荷冲击导致电接触载体表面状况恶化，其程度往往难以定量评估。通过模型机理分析发现，斑点化特征引起接触电阻等可靠性指标下降。然后针对某型电接触载体施加一定的扭矩载荷谱，实时获取电接触部位的“热”信息。在低载荷、临近额定载荷状态下，随载荷状态变化而出现的斑点化特征较为明显。由此认为，将热力收缩线区域最高温度、等温线密集程度、连通区域面积及边界模糊化程度等作为表征指标，能够反映电接触表面施加机械载荷状态的实际衰减程度。因此，该方法可用作在役飞机接触电阻恶化程度的有效评估方法 。
红外特征 电接触 接触电阻 在线评估 在役飞机 infrared characteristics electrical contact contact resistance online assessment aircraft in service
随着水下航行器噪声水平的不断降低，水下航行器形成的尾流红外成像特征就成为其主要可探测的特征源之一，利用水下航行器尾流的水面红外特征来探测水下航行器的踪迹逐渐发展成为一种新的探测方式。由于人工判别尾流特征的效率低，准确性不高，采用人工智能深度学习的方式能够得到较大的改善。本文以水下航行器尾流红外特征识别为研究核心，通过图像分类制作了混合类的样本集，利用迁移学习比较不同预训练网的对尾流的训练效果，讨论预训练网内部参数对尾流训练效果的影响，结合 Faster-RCNN算法，最终测试对尾流的识别精度，在 45个 2类尾流的小样本集下，预训练之后的网络在识别准确度上增加了 21.43%，误检率下降了 2.14%，带有红外特征的图像在定位精准率上比可见光图像高 18.18%。该预训练测试对未来研究尾流探测结合卷积神经网络的识别有一定的应用潜力。
红外特征 尾流 深度学习 迁移学习 infrared characteristics, wake, deep learning, tra faster-RCNN
1 中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
首先介绍了用于保证空间目标正常工作常用的辐射散热器分类, 并阐述了其运行模式及使用条件。总结了现有的空间目标红外特性模型, 并进一步分析, 将空间目标外表面区域分为一般区域和辐射散热区域, 建立不同的能量方程。以FY-1C为例, 根据空间目标的轨道特性、材料特性和结构特性, 使用有限单元法分析得到空间目标外表面的温度场分布, 在散热功率为0 W和100 W的情况下, 散热区域温差最大为51.49 ℃。结合温度场分布和轨道特性, 进一步计算得到空间目标在距离5 km的探测系统入瞳处的辐射照度。当目标处于地球阴影区, 目标散热区域接收到的地球自发辐射和地球反射辐射入射角很大, 可以忽略不计, 此时目标的辐射照度在两种散热功率下相差1~2个数量级。在日照区, 由于目标反射辐射的影响, 不同的散热功率只对长波波段的辐射特性有一定影响。
空间目标 辐射散热 红外特性 建模与仿真 space target radiation dissipation infrared characteristics modeling and simulation 红外与激光工程
2017, 46(6): 0604003
南京理工大学 能源与动力工程学院, 江苏 南京 210094
采用随机表面的计算机生成方法模拟了卫星表面起伏形貌;考虑了空间环境的辐射热流, 采用蒙特卡罗法计算起伏表面面元间的辐射传递系数, 完成了起伏表面的温度分布计算;考虑表面双向反射分布函数, 建立了起伏表面随方向变化的红外辐射强度计算模型, 并且以卫星常用的镀铝聚酰亚胺薄膜材料为例, 分析了空间目标起伏表面的红外辐射特性。计算结果表明: 随机起伏表面的红外辐射特性与理想平面的红外辐射特性差别明显;表面温度分布和红外辐射分布与表面的起伏形貌特征相关性很强。其结果可以为空间目标红外探测技术的研究提供更加有效的支撑。
空间目标 红外特性 表面光学 随机表面 space object infrared characteristics optics at surfaces random surface BRDF BRDF 红外与激光工程
2016, 45(5): 0504003
1 中国人民解放军91336部队， 河北 秦皇岛 066326
2 海军工程大学兵器工程系， 湖北 武汉 430033
3 中国人民解放军92054部队， 福建 宁德 352103
随着红外探测技术的飞速发展，地物背景红外特征研究也 具有越来越重要的**意义。根据热平衡方程建立了地物背景表观温度的经验模型，并推 导出了与4种基本气象参数相关联的背景表观温度表达式。在此基础上，运 用最小二乘法对实测数据拟合出了未知参数bi (i=1 ～ 5)。经对比发现，模拟结果与实测结 果基本相符，其误差控制在3.5℃以内。模拟结果很好地反映出了背景表观温度的基本走 势。在缺少有效观测手段时，这种方法可以快速地对地物背景的表观温度给出较好的初步 估计。通过误差分析，发现环境温度的测量精度对背景温度计算精度的影响最为明显。
地物背景 红外特征 气象参数 最小二乘法 温度场 ground-object background infrared characteristics meteorological parameter least square method temperature field
