针对微型红外探测器组件的应用特点, 介 绍了国内外微型红外探测器组件集成技术的发展现状, 重点阐述了红 外探测器组件集成中的几种关键技术。这些技术的研究和 发展对于推进微型红外探测器组件的应用至关重要。

为了评估由太阳、云层和地表等物体辐射或反射 的非成像光线对空间光学系统性能的影响, 通过在地面模拟空间环境, 建 立了一套1 m口径的杂光测试装置。借鉴国外先进杂光测试装置的研制经 验, 该装置采用双柱罐结构, 可以有效地抑制测试环境中的反射、散射和 衍射等光污染, 使点源透过率(Point Source Transmission, PST)的测试 精度lg(测量值/真实值)小于±0.5。介绍了该装置的工作原理、组 成和功能, 并用该装置对某空间相机在东西方向和南北方向可见光谱段 的PST曲线进行了测试。测得该相机的杂光抑制水平可到 10－6量 级, 测试曲线和理论仿真曲线符合良好, 表明该杂光测试装置具有较高 的精度和可靠性, 能满足空间光学系统对杂光性能测试的需求。

提出了一种基于非色散红外原 理的冰醋酸红外气体传感器。介绍了冰醋酸红外气体传 感器的原理, 然后对其结构设计进行了详细描述, 并利用Light Tools 软件对其光路进行了仿真验证, 最后获得了冰醋酸红外 气体传感器样机。测试结果表明, 该传感器在0 ～ 5000 ppm范围内 的测量精度优于±1%F.S., 响应时间(T90)为29 s。这种传感器的光源部分 采用电调制方式, 舍弃了传统的红外气体传感器光源部分的机 械斩波结构, 进而减小了传感器的体积, 提高了稳定性。因此, 该传感器 在冰醋酸运输、储存和使用等领域具有广泛的应用前景。

设计了一种用于机械泵驱动两相流系统的新型被动截止阀。对设计的膜片式被动截止阀进行了ANSYS静态结构分析和过流特性仿真。对该截止阀的正向过流和反向截流的性能进行了实验测试。结果显示, 截止阀的各项性能完全能够满足机械泵的要求。设计的截止阀对机械泵流体输出性能提高的研究具有参考意义。

对机械制冷机用直线电机驱动电路的谐波特性进行了研究。选择一台150 W的直线电机作为研究对象, 通过理论仿真和实验验证进行了输出电压的谐波分析, 探究了滤波器设计对驱动电路谐波特性的影响。通过研究滤波器电感L和电容C的变化与输出谐波的关系对滤波器进行了优化。经过优化的滤波器在性能上得到了很大的提升, 输出驱动的谐波总畸变率(Total Harmonic Distortion, THD)从4%降到了1.96%。

针对红外与微光图像配准的特殊性, 为了减少配准计算量, 提出了一种从主方向确定和特征点描述 两方面加以改进的加速鲁棒特征(Speeded Up Robust Feature, SURF)配 准算法。首先检测微光图像和红外图 像的边缘, 然后用改进型SURF算法提取两种图像边缘上的特征 点, 并采用最近邻距离法对原始特征点进行筛选。在得到较高精 度的特征点后进行粗匹配。接着用随机抽样一致 性(RANdom SAmple Consensus, RANSAC)算法对一次筛选后的 特征点进行精匹配。最后利用精确的特征点建立变换模型, 并 将重采样后的待配准图像与参考图像实现配准。实验结果表明, 该算法不仅可以解决红外与微光图像的配准问题, 而且在匹配精度和 算法运算时间等方面的表现均优于原始SURF算法。

卡尔曼算法在目标跟踪、风向预测、非均匀性矫正领域都有着广泛应用。提出了用卡尔曼算法进行线列相机扫描灰度值的预测。根据线列探测器的实时扫描, 得出了灰度直方图的变化, 并将这一过程归一化到卡尔曼公式中; 用递推法快速测出了下一时间灰度的统计分布, 间接预测了积分时间, 最终达到了红外线列探测器动态范围自适应控制的目的。采用多幅8 bit图像为不同场景提供仿真环境, 最终快速稳定地预测出了下一阶段的灰度分布统计图。结果为红外线列相机扫描提供了智能化解决方案。

在思想实验的框架下, 提出了体积或 形状可变的广义质点的概念。分析了光速概念的起源。论述 了超光速的不可能性。提出了宇宙起源于一个初始光子黑洞 的分裂的观点。运动速度接近光速的类星体是支持光子分裂模 型的第一个证据。可以将光子分为高能光子和低能光子。讨 论了光子数据的排列和筛选问题。由黑洞可以导出黑体的概 念。介绍了基于MATLAB软件的黑体辐射公式推导过程。通过在光 子数据序列中引入一项“0”, 可以得到低能光子的黑体辐射 公式(即普朗克公式), 否则得到的是包括高能光子在内的结 果趋于无穷大的黑体辐射公式。对于宇宙终极命运的描述来 说, 无需引入熵等其他概念或术语。通过光子分裂模型加上辐 射换热模型即可得到与热寂理论或耗散结构理论等价的结 论。介绍了基于光子分裂的暗物质粒子(暗子)模 型。暗子是支持光子分裂模型的第二个证据。提出了宇宙演 化的光速→非光速循环模型。