1 中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室，动态测试技术山西省重点实验室，山西太原030051
2 中科院学院微电子研究所 智能感知研发中心，北京100029
3 江苏创芯海微科技有限公司，江苏无锡214001
4 山西大学 量子光学与光量子器件国家重点实验室，山西太原030006
传统地，MEMS红外探测器响应时间的测量需要基于黑体辐射源、斩波器、水冷装置等设备搭建一套复杂的测量系统，然而斩波器的遮挡区域和透光区域具有一定的面积，其按某频率工作时会消耗一定的时间，而测试所得的器件响应时间无法排除斩波器的工作耗时，导致测试结果存在较大误差，所测响应时间为14.46ms。为解决这一问题，提出了一种以钛宝石激光器为辐射光源，利用声光调制器构建纳秒级激光脉冲，MEMS红外探测器响应激光脉冲的作用输出脉冲电信号，很好地规避了测量系统中设备工作耗时引入的时间参数，所测响应时间仅为3.13ms。由此可见，传统方法中斩波器工作耗时引入的时间误差甚至超过器件响应时间的300%，充分证明了此方法可以有效解决这一问题，进而为MEMS红外探测器以及其它光学探测器性能参数的测试与计量提供了一种新的方法。
激光脉冲 MEMS红外探测器 响应时间 斩波器 laser MEMS IR detectors response time chopper
1 电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 四川 成都 610054
2 中国人民解放军63963部队, 北京 100000
热时间常数是基于微测辐射热计的非制冷红外探测器的关键指标参数, 它与探测器的最高有效帧频直接相关, 因此准确测量热时间常数对于器件设计和应用都有举足轻重的意义。但目前无论是探测器热时间常数的标称值还是基于单元的热时间常数现有方法的测试值, 都无法建立与探测器的频率响应特性的直接定量函数关系, 以确定探测器工作的最小帧间时间间隔。直接基于阵列器件测量热时间常数的方法, 借助低于1/2帧频的斩波调制, 通过变频时域采集, 快速傅里叶变换(FFT)等常规测试手段, 提取有效的电压响应信号, 拟合频响曲线, 能快速有效地提取热时间常数。通过实测分析, 该测量方法具有准确度高、抗干扰能力强、稳定性高、测试用时短的特点, 且均采用通用的测试仪器, 无需单独制作测试样品, 具有较高的推广价值。
非制冷红外焦平面探测器 热时间常数 快速傅里叶变换 微测辐射热计 斩波器 uncooled infrared detectors thermal time constant FFT microbolometer chopper 红外与激光工程
2019, 48(12): 1204003
西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
采用中心波长为975 nm 半导体激光器(LD)抽运高掺铒氟化物双包层光纤Er∶ZBLAN，并在谐振腔内插入机械斩波器，获得了2.8 μm 激光机械调Q 输出。研究了激光器在不同抽运功率，不同工作频率条件下的输出特性，分析了脉冲分裂的原因。通过控制适当抽运功率，激光器工作在3.5 kHz 条件下，获得了最大单脉冲能量84.5 μJ，脉宽250.3 ns，峰值功率超过300 W 的脉冲输出。
激光器 调Q 斩波器 中红外 光纤激光器 掺铒氟化物光纤
1 中国工程物理研究院 核物理与化学研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 中子物理学重点实验室, 四川 绵阳 621900
为了实现中子波段调节斩盘相位的高速、高精度控制,分析了系统的负载特性并建立了由斩盘实体和驱动电机构成的二质量系统模型.设计了电流、速度和位置串级控制器,根据控制系统的工程设计方法和现代控制理论给出了3个调节器结构选择及参数整定的具体方法.结果表明:在中子斩盘以旋转频率27.5 Hz工作时,其相位控制扰动误差为-1.325 25～1.325 25 μs,稳态误差为 -2.583 μs,符合中子斩波器应用要求.
中子斩波器 相位控制 运动控制器 二质量系统模型 波段偏移 neutron chopper phase control motion controller two-mass load model waveband bias 强激光与粒子束
2015, 27(6): 066002
斩波器是热释电型热像仪的重要组成部份, 其平稳、匀速且按要求相位精确地运转, 关系到整机成像质量的好坏。提出了一种对热释电斩波器进行闭环控制的方法, 该方法的使用, 解决了斩波器的控制问题。
热释电 斩波器 直流电机 pyroelectric chopper DC motor
针对非制冷热释电型焦平面探测器，基于国产技术成功设计出一套较实用化的成像演示系统并获得了较好的成像效果，推进了全国产化热释电型非制冷热像仪的研制和开发进程。着重论述和分析了成像系统的构架设计、关键技术及系统工作原理，最后给出了成像系统演示结果。
热释电焦平面探测器 工作原理 斩波器 热成像 pyroelectric FPA detector working principles chopper thermal imaging
上海理工大学光学信息与计算机工程学院, 上海 200093
介绍了聚合物分散液晶的形成过程和电光特性。用全息法制备了聚合物分散液晶光栅(H-PDLCG)，并设计了相应的控制电源系统，在此基础上制作并研究了单通道和双通道基于聚合物分散液晶光栅的电控光斩波器。实验结果表明，基于聚合物分散液晶光栅的电控光斩波器具有响应速度快、无运动部件、易于操作和集成等特点，其通过控制界面改变调制频率和占空比的特点更是传统机械斩波器所不具备的。该器件在调频光学系统中有着良好的应用前景。
光学器件 光斩波器 聚合物分散液晶光栅 体全息光栅 光学学报
2010, 30(s1): s100312
Author Affiliations
Abstract
1 College of Optics and Electron Information Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China
2 Department of Engineering Science and Mechanics, Pennsylvania State University, PA 16802, USA
3 Department of Electrical Engineering, Pennsylvania State University, PA 16802, USA
An electrically controlled optical chopper based on switchable holographic polymer dispersed liquid crystal (H-PDLC) gratings is demonstrated through a programmable, adjustable, and periodic external driving source. Compared with traditional mechanical optical choppers, the H-PDLC chopper exhibits many advantages, including faster response time, less waveform deformation, as well as easier integration, control, and fabrication, to name a few. Its excellent performance makes the device potentially useful in frequency modulation optical systems, such as frequency division multiplexed microscopy system.
聚合物分散液晶光栅 光斩波器 占空比 230.2090 Electro-optical devices 090.2890 Holographic optical elements 050.1950 Diffraction gratings 230.3720 Liquid-crystal devices Chinese Optics Letters
2010, 8(12): 1167
对阿基米德螺旋线调制斩波器的曝光效率进行了理论分析和数值模拟,得到斩波器曝光效率对后续信号处理的影响.曝光效率直接影响后续探测器单元的曝光时间及入射辐射信号,与探测器信号读出时刻共同影响探测器有效积累电荷的均匀性;同时应在斩波器中增加调制同步定位点,可使热像仪适宜不同曝光效率的斩波器.在热成像系统设计以及电子处理系统设计时,必须综合考虑斩波器曝光效率的影响.
非制冷焦平面热像仪 调制斩波器 阿基米德螺旋线 曝光效率 uncooled FPA thermal imager modulating chopper Archimedes spiral cord exposure efficiency
