本文设计了一种可以兼顾远近距离的紧凑型武警用红外热像仪光学系统，给出了一个设计实例，系统工作波段为 8～12 .m，中心波长为 10 .m，长焦距为 150 mm，短焦距为 50 mm，F数为 1.1，可匹配像元数为 384×288、像元大小为 17 .m×17 .m的非制冷红外焦平面探测器。系统通过变倍组的轴向移动实现变焦，通过引入二元光学面和非球面减小成像系统体积，减轻重量，提高成像质量，设计结果表明，该热成像系统取得了良好的成像，可用于火灾消防救援、森林防火、夜间侦查、边防监控等工作。
光学设计 红外成像系统 紧凑型 非制冷焦平面 二元光学 optical design, infrared imaging system, compact,
光电信息控制与安全技术重点实验室,天津 300308
针对1 024×768元长波非制冷式焦平面探测器的应用需求,设计了一款4×连续变焦高分辨率光学系统,并利用ZEMAX宏语言编写的宏程序,对该系统的变焦过程进行了分析。该系统采用机械补偿变焦方式,在6片锗单晶镜片上设计了3个非球面和1个衍射面,矫正了高级像差,实现了在25～100 mm范围内的平滑连续变焦,视场角可达32°×24.3°～8.2°×6.15°；从宏程序输出的变焦凸轮曲线、弥散斑变化曲线和视场畸变变化曲线上看,该系统在整个变焦过程中运动平滑、成像稳定、弥散斑和视场畸变变化均较小。综合而言,该系统具有结构紧凑、相对孔径大( F#/1～1.4)、视场畸变小、成像质量高、变焦凸轮机构加工难度小,具有较高的应用价值。
变焦距系统 光学设计 非制冷焦平面探测器 zoomed optical system optical design uncooled focal plane array (FPA)
1 昆物理研究所, 昆明 6500223
2 昆明市中小企业服务中心, 昆明 650041
研究了采用纯度为 99.9%的 In70Pb30合金作为焊料片的低温焊接技术, 分析了焊接时候的影响因素: 焊料片的影响、升温速率、焊接温度、真空度, 通过采用甲酸对焊料片预处理去除氧化层, 在 215℃、5×10-7 torr的真空环境下进行了焊接, 焊接后的样品采用 X-ray、拉力测试系统、检漏仪测试了样品的孔洞率、焊接强度、漏率, 结果表明: 焊接后焊接区域合金均匀、无缝隙、孔洞率少、剪切力高、气密性好, 能够满足非制冷焦平面的窗口封接的气密性要求。
InPb焊料 非制冷焦平面探测器 探测器窗口 低温焊接 InPb solder uncooled focal plane detector detector window low temperature welding
1 北方广微科技有限公司, 北京 100089
2 北方夜视科技集团有限公司, 云南 昆明 650223
本文介绍了国外非制冷红外成像系统在**热瞄具(Thermal Weapon Sight, 简称 TWS)、手持热像仪、驾驶视觉增强(Driving Vision Enhancer, 简称 DVE)、轻型反坦克导弹、小型无人机等陆军装备中的应用现状; 分析了用于陆军装备的非制冷红外成像系统中探测器及成像机芯组件的技术特点; 提出了应用于陆军装备的非制冷红外成像系统的探测器及机芯组件的技术发展趋势。
非制冷焦平面 红外成像 陆军装备 uncooled FPA infrared imaging army equipment
电子科技大学 光电信息学院, 四川 成都 610054
针对320×240像素非制冷红外焦平面探测器, 设计了一个工作波段为3.7 μm~4.8 μm的红外变焦光学系统。该系统由6片全球面透镜组成, 采用硅和锗两种常见的红外材料, F数为2.5, 后工作距为20 mm, 可以实现15 mm~150 mm范围内连续变焦。设计评价结果表明: 光学系统在探测器奈奎斯特频率16 lp/mm处, 变焦范围内全视场MTF大于0.6, 0.7视场MTF接近0.7, 整体接近衍射极限。焦平面探测器敏感元能量集中度大于70%, 具有大相对孔径、长工作距、全球面的特点。在-20 ℃~60 ℃温度范围内, 成像质量满足设计要求。
光学设计 变焦系统 红外技术 非制冷焦平面探测器 optical design zoom lens infrared technology uncooled infrared FPA detector
传统3D噪声模型将噪声分解为8个部分, 使复杂的噪声现象变得容易理解, 然而这个模型没有准确的噪声分离方法和物理机理阐述。因此提出一种改进的探测器噪声分离和量化方法：噪声频域分析方法。这种方法将多帧噪声数据在空间和时间上分离为11个部分, 并通过仿真实验分析各部分噪声对成像画面影响的强弱顺序, 同时指出了每部分噪声的物理机理。噪声频域分析为红外探测器建立了一个完整的噪声模型, 对理解红外探测器噪声特性、产生机理, 及有针对性地进行噪声处理指明了方向。
非制冷焦平面 红外探测器 空间噪声 时间噪声 噪声模型 uncooled IRFPA IR detector FPN temporal noise noise model
1 安徽邮电职业技术学院计算机系, 安徽 合肥 230031
2 安徽大学物理与材料科学学院, 安徽 合肥 230031
传统的非接触性测温系统主要采用红外CCD,其工作波长大多为0.4～1.1 μm,受到截止波长的 影响,红外CCD在工业中低温测量误差过大。非制冷焦平面红外热像仪(uncooled IRFPA camera)的工作波 长一般在8～14 μm之间,常温环境下测温可精确到0.01℃。UL01011型非制冷微测辐射热计是非 制冷焦平面热像仪中最常使用的核心光电探测器,以此作为实验用光电探测器件,构建了非接触性工业测 温系统,从实验结果可以看出,该方法在实际应用中获得了较好的效果。
非制冷焦平面红外热像仪 微测辐射热计 比色测温 温控网络 uncooled IRFPA camera uncooled micro-bolometer colorimetric temperature measurement temperature control network
为解决红外伪装对传统热成像系统的干扰问题, 达到在战场上识别红外伪装目标的目的, 提出一种基于选通偏振成像的红外伪装识别方法。红外偏振图像的获取通过扫描机构对4个固定放置的偏振片选通实现。实验结果表明, 该方法可以4帧/s的频率实现对场景红外偏振度图像的获取。得到的红外偏振度图像与原始红外辐射强度图像相比, 灰度均值提高了14%、灰度标准差提高了42%、平均梯度提高了98%。
选通偏振成像 红外伪装识别 非制冷焦平面阵列 polarization-gated imaging IR camouflage target recognition uncooled focal plane array(UFPA) Matlab Matlab
1 安徽大学特种电视技术研究中心, 安徽 合肥 230088
2 安徽大学物理与材料科学学院, 安徽 合肥 230039
非制冷焦平面红外热像仪其核心部件是红外焦平面阵列,以法国UILS公司生产的UL01011型非制冷焦平面红外探测器技 术参数为基础,其工作波长范围为8~14 μm,温度感测范围为－200℃。为拓展测温范围,在非制冷焦 平面红外热像仪前加装衰减波片,通过对不同衰减波片的实验数据的计算,得出不同条件下的测温范围,以完善其测量广度。
非制冷焦平面 误差分析 衰减波片 uncooled focal plane error analysis glass attenuation
介绍了一种用于非制冷凝视焦平面探测器的长波红外双视场光学系统设计实例，该系统工作波段为8～12μm，变倍比为2.5倍，采用轴向移动变焦方式。引入一个衍射光学元件，减少了光学零件的数量，减轻了系统质量，具有成像质量高、体积小、重量轻等优点，并用ZEMAX光学设计软件进行了像质评价。
非制冷焦平面 红外光学系统 双视场 衍射光学 uncooled focal plane infrared optical system dual field of view diffractive optical
