为仿真现实场景中目标和干扰的光谱分布差异, 设计了一种基于双数字微镜器件(DMD,Digital Micro-mirror Device)的双通道、共口径、变焦光学引擎, 包括投影光学系统和两套照明光学系统.光学引擎以红外中波和长波柯勒远心光路分别直接照明两DMD靶面, 采用空间立体布局避免不同光路间干扰.设计结果表明: 照明光学系统的照度均匀性优于94%; 中波(3.7~4.8 μm)和长波(8~12 μm)内, 变焦投影光学系统在10 1p/mm处的调制传递函数(MTF, Modulation Transfer Function)值分别优于0.7和0.4; 系统畸变小于0.5%, 满足使用要求.

氮素(nitrogen, N)是果树生长发育的必需重要元素, 及时准确地无损检测果树的氮素水平对果实增产、 合理施肥以及减少环境污染等具有重要意义。 研究了基于高光谱成像技术进行柑橘冠层含氮量预测及可视化的可行性。 实验采用高光谱成像光谱仪ImSpector V10E(Spectral imaging Ltd., Oulu, Finland)分别采集柑橘叶片实验室样本和野外整个植株冠层的高光谱图像。 利用ENVI软件提取每个叶片样本感兴趣区域(ROI)的平均光谱数据作为整个样本的光谱数据进行分析, 同时采用杜马斯燃烧法快速定氮仪(Elementar Analytical, Germany)测定叶片样本的含氮量。 通过简单相关分析和双波段植被指数(TBVI)的获取, 建立基于光谱数据的含氮量预测模型。 计算表明, 基于811和856 nm的双波段植被指数(TBVI)能够建立最佳的柑橘叶片含氮量预测模型(R2=0.607 1)。 在此基础上, 计算上述TBVI的冠层图像, 把基于该TBVI的含氮量预测模型导入到TBVI图像中计算生成冠层含氮量的预测分布图。 图中直观地显示柑橘嫩叶、 中叶、 老叶的含氮水平从高到低分布, 实现了冠层含氮量的可视化。 结果表明, 利用高光谱成像技术可以实现柑橘冠层氮素水平的检测和诊断, 这为实施基于每颗果树信息的变量施肥技术提供了参考信息。

制备了基于蓝色磷光材料bis［3,5-difluoro-2-(2-pridyl)phenyl-(2-earboxypyribyl)iridumⅢ］(FIrpic)、红色磷光材料bis(2-methyldibenzo［f,h］quinoxaline)(acetylacetonate)iridium (Ⅲ)(Ir(MDQ)2acac)的双波段白光有机电致发光器件。蓝色磷光材料FIrpic被掺杂在一种宽带隙的主体材料1,3-bis(triphenylsilyl)benzene(UGH3)之中, 红色磷光材料Ir(MDQ)2acac被掺杂在主体材料4,4′,4″-tris(carbazol-9-yl)triphenylamine(TCTA)之中, 并在两发光层之间加入一种宽带隙的空穴传输材料1,3-bis(carbazol-9-yl)benzene(mCP)作为中间层。制备的器件结构为ITO/NPB(40 nm)/TCTA∶Ir(MDQ)2acac 7%(10 nm)/mCP(x nm)/UGH3∶Firpic 8% (30 nm)/BPhen (30 nm)/LIF(0.8 nm)/AL(200 nm)。实验结果表明, 中间层的加入促进了发光层中电子和空穴的平衡并抑制了发光层之间的能量转移。加入适当厚度的中间层之后, 器件的性能得到了明显的提升, 相比于无中间层器件, 最高电流效率由3.4 cd/A提高到13.2 cd/A。

短波红外/长波红外分色片在红外双波段成像光学系统中起着重要的作用。分析了分色片基板和薄膜材料的选择。选定硒化锌为基板,采用Ge,ZnSe和YbF3作为薄膜材料进行了优化设计,并对沉积温度和蒸发速率等工艺条件进行了优化,用电子束蒸发方法制备了该分色片,其反射率和透射率都达到了93%以上,已成功应用于实际光学系统中。