地面目标辐射截面的建模与分析

在被动毫米波探测的分析基础上, 进行了目标辐射截面的建模, 将其作为目标毫米波辐射特性的新表征. 对目标的辐射截面进行了诠释和应用分析, 并在实际测试的基础上, 进行了目标辐射截面的实际应用分析. 最后指出被动毫米波隐身的实质是目标辐射截面的缩减.     

注视宇宙的“红外”目光

红外天文学威廉·赫歇尔（William Herschel）是天王星的发现者．也是恒星天文学的开创者,1800年,他用温度计测量太阳光谱的各部分温度时,发现光谱的红端之外亦有温度上升,且升得更快,于是发现了红外辐射。红外辐射的发现．加深了人们对电磁波的认识,也扩展了人类的视野,它使人们可以在红外波段上观测神秘的宇宙．探测用可见光无法看清的天体。     

低能弹道电子对Au/Si界面电子透射性质影响的研究

金属/半导体界面的结构及性质一直是人们十分关注的研究领域,随着微电子技术的飞速发展,在微米、甚至纳米的微观尺度上研究探测界面的性质已经变得日益重要,弹道电子发射显微镜(Ballistic-electron-emission microscope,以下简称BEEM)是在扫描隧道显微镜(STM)基础上发展起来的一种最新的界面研究实验技术,如图1所示的BEEM实验采用的三电极系统中,STM针尖向沉积在半导体基底上的一层薄金属膜发射电子,运用平面隧道结WKB近似及测不准原理可以计算出,针尖发射的电子束在到达界面时其束径约为纳米量级,因此BEEM能够在纳米尺度上探测样品界面电子性质的分布特性.如果将探针定位于样品表面某点上,在保持针尖和样品表面的隧道电流I_t恒定的情况下扫描针尖电压V_t,还可获得得弹道电流互I_c与电子能量V_t的关系,称为弹道电子发射谱(Ballistic-electron-emmisison spectroscope,简称为BEES),BEES不仅反映出被探测纳米尺度区域界面的肖特基势垒高度,而且还提供了电子从发射针尖到半导体内部整个传输过程的有关信息,包     

红外科学技术进展

1800年,英国科学家威廉·赫胥尔首次发现在可见光长波限以外还存在着不可见的射线,即红外辐射。以后,人们又认识到自然界任何物体都以特有的方式发射、吸收、传输和反射红外辐射。红外科学技术就是以红外辐射为特定对象,研究其产生、传输、探测以及与物质相互作用的规律,并在此基础上探索红外辐射的各种实际应用。     

模仿生物视觉的凝视红外成像全向感知技术

把近水面鱼类仰视半球空域的功能用工程方法在长波和中波红外区仿造, 实现全向凝视、对目标定向、动目标提取、目标距离感知和速度感知等鱼眼视觉功能; 再用辅助功能模块仿造人眼感知亮度的对数变换属性、亮度对比恒定特征、目标轮廓强化效应等视觉特性; 以DSP, FPGA执行所有这些有利于目标探测的视觉功能, 制成“仿生式微小型红外成像探测系统”(BMIRIDS), 它以凝视成像方式实现真正意义上的“全向”、“实时”态势感知和动态信息提取. 采用功能仿生手段使这个体小、质轻、功耗低的鱼眼式红外系统突破现行技术和设备的某些局限, 从而建立光电侦测设备的一种新体制, 为光电信息获取和新装备研制探索新途径.     

人类的探月之路

美国和苏联曾展开一场以月球探测为中心的空间科学技术竞赛.从20世纪50年代末到70年代初,苏联共向月球发射了32个探测器,这些探测器或逼近或登陆月球,取得了丰硕成果.期间,美国也向月球发射了21个探测装置.1969年7月,美国"阿波罗11号"飞船实现了人类登月之梦,在月球探测中取得最辉煌的成果.     

未来战场上的神勇斗士

未来战士可以在黑暗中视物,能看见拐角处和视距外的东西,他们看上去就像"机械战警",追踪目标时则就像"魔鬼终结者". 未来战士面甲中装有夜视光线增强仪,让夜晚看物像白天一样明亮.面甲上的电脑显示屏让他们可以和战友保持联系,还能发出如何处埋有地雷的警告.他们背包中装配摄像机的微型侦察机可以飞越防御工事,飞到桥底或者穿越窗户.只要战士一发指令,装备在手腕上的微型火箭发射器就会发射能自动跟踪显示屏上所有目标的火箭.     

超导红外单光子探测器

设计并制备了一套基于超导NbN薄膜材料的红外单光子探测器, 以及其相应的检测电路和光路系统等, 并将该探测系统应用于波长为1550 nm的光子探测. 通过实验和计算分析了该器件的动态电感、光响应、暗计数、脉冲重复速率和量子效率等参数. 分析表明, 该探测系统可用于红外单光子计数, 具有暗计数低、重复速率快等特点, 在众多邻域具有重要的应用前景.     

动态扫描在NR-PC 平板透镜目标探测成像中的应用

用时域有限差分法(FDTD)研究了基于等效负折射光子晶体(NR-PC)平板透镜的动态扫描系统在目标探测成像中的应用. 通过对负折射光子晶体(NR-PC)平板透镜的仿真和研究得到: 由于微禁带和共振激发效应, 在共振频率0.3068(a/λ)处出现很强的光波透射峰, 从点源发出的光波在经由NR-PC 平板透镜聚焦于目标后, 在该处将会产生极强的后向散射波, 使得后向散射波的再聚焦横向扫描分辨率和图像分辨率有了极大的提高. 另外, 通过将非动态扫描方案与动态扫描方案进行对比, 可以发现动态扫描方案能够获得较好的再聚焦分辨率,具有一定的优越性. 为将理想化的LHM 平板透镜探测成像系统转化为可实现的NR-PC 平板透镜系统提供了重要依据, 从而对优化探测成像系统的性能、实现小目标的探测及成像具有十分重要的意义.     

人体红外辐射的测试报告

为了研究人体在正常态和气功态下的红外辐射特征,我们设计了一套红外探测装置对黄仁寿同志在正常态和气功态下的红外辐射进行了测试,经过一年多的工作,现将测试方法及测试主要结果介绍如下。     

宇宙红外背景辐射之谜

天文学家知道宇宙空间中弥漫着无线电波已经20多年了。这种电波来源于大约150亿年前宇宙发生大爆炸时产生的膨胀热气体。用普通的射电望远镜便能够探测到这种“微波背景辐射”,但因为地球周围的大气吸收红外线,要探测宇宙中的红外背景辐射就不那么容易了。美国加州大学伯克利分校的理查德(P.Richards)及其研究小组将红外探测器置于无人驾驶的探空气球内,上升到地球大气的最外层进行宇宙红外背景辐射工作已有多年。虽然他们造出了世界上最好的红外探测器,但即使在最高处飞行的气球,在它上面的稀薄空气仍足     

恒星趋死,行星新生

<正>也许,相比于让女性实现逆生长,让行星重现青春更简单。2003年8月,美国宇航局将一台红外望远镜——斯皮策太空望远镜(Spitzer Space Telescope)发射升空。这是人类送入太空最大的红外望远镜,也是大型轨道天文台计划的最后一台空间望远镜。它的主要任务就是搜索日外行星,为人类寻找第二个家园。斯皮策太空望远镜的红外探测灵敏度极高,能将波长在3~180微米之间的红外辐射尽收眼底。它的红外之眼能够穿透宇宙中的各类尘埃,直击黑暗背后隐藏的无限奥秘。     

遥感延伸了我们的视野

自古以来人类就想看得更远,看到我们的肉眼不能及的地方。我国四川三星堆出土的两千多年前的铜人伸长变形的眼睛就表达了这种愿望,传说中的“千里眼”、“顺风耳”也是这个意思。遥感是从英文“Remote Sensing”翻译过来的,就是“远距离的感知”的意思。“遥感”可理解为感知在遥远的地方我们无法直接接触的目标。地球上的每一个物体都在不停地吸收、发射和反射信息和能量,其中有一种人类已经认识到的形式——电磁波。不同物体的电磁波的波谱特性是不相同的,遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的辐射和反射能量,从而提取这些物体的信息,完成远距离识别物体。例如,大兴安岭森林火灾发生的时候,由于着火的树木温度比没有着火的树木温度高,它们在电磁波的热红外波段会辐射出比没有着火的树木更多的能量,这样,载有热红外波段传感器的卫星拍摄到的影像,其着火的森林就会显示出比没有着火的森林更明显的红色调。这个例子简单地说明了遥感的基本原理和过程。遥感大体可分为地面遥感、航空遥感和航天遥感。地面遥感主要指以高塔、车、船为平台的遥感技术系统,地物波谱仪或传感器安装在这些地面平台上,可进行各种地物波谱测量。航空遥感泛指从飞机、飞艇、气球等空中平台对...     

系外行星探测新方式

正近些年来,科学家将越来越多的精力投入到太阳系外行星探索上,他们借助科学仪器利用不同方式寻找潜在的适宜人类居住的行星。2013年年底,一个全新的行星探测装置面世,这就是"双子座行星成像仪"。成像仪连接位于智利的双子座南站望远镜,通过其接收的红外波段信号,分析"嫌疑行星"的大气光谱,科学家们通过研究行星大气的光谱信息就能够初步判断目标是否是一颗系外行星了。     

纳米硅粉末的制备及红外吸收光谱研究

纳米硅和多孔硅发光的发现,引起了人们对纳米级半导体材料研究的重视.对这种现象的解释主要归结为以下两点:一是因颗粒尺寸小而引起能带结构的变化,导致跃迁选择定则改变引起发光,即所谓量子尺寸效应;二是在硅小颗粒表面的氢、氧等杂质与硅化合形成缺陷,悬键所引起发光。目前对这两种解释尚无定论。对于后者,弄清楚纳米硅中氢、氧的存在方式与结构的关系对研究纳米硅的发光机理有很重要的意义。红外吸收光谱作为探测硅中的氢、氧等的手段已进行了很多的研究。本文利用激光诱导化学气相沉积法(LICVD)用SiH_4为原料制备了平均粒度为10～12nm的晶态纳米硅粉。并通过红外吸收光谱对纳米硅粉末中的氢和表面氧化所引起的氧的存在情况进行了分析。发现纳米硅粉末由于表面原子活性大,有氧化现象,在其中存在(H_2-Si)。原于团和HSiO两种类型的硅氢结构。前者是一种不稳定结构,退火温度达到600℃时分解,在红外谱上的吸收峰消失;后者是一种稳定结构,随退火温度的升高,氧含量的增多,向高波数方向移动。这主要是由于氧的电负性对H-Si的影响形成的。     

太阳中子事件的观测特征与中子能谱的计算

太阳中子事件是与耀斑活动相关的偶发性即刻粒子事件, 主要表现为地面宇宙线探测装置的计数瞬时突增. 太阳中子携带着爆发源区的物理信息: 耀斑大气的元素组成、大气高度、磁场的会聚程度以及磁流体湍动等. 相对于其他带电粒子, 中子能够不受太阳磁场和行星际磁场的束缚而直达地面. 目前, 对太阳中子事件的理论研究, 主要是通过蒙特卡罗模拟, 考虑太阳耀斑环中磁场的螺旋角散射作用和磁镜效应, 计算耀斑磁环模型里各向异性中子的产生与太阳大气高度、时间、角度和能量间的关系, 计算逃逸中子的角分布和能谱, 以及逃逸到地球附近中子的能谱. 观测方面, 主要是结合地面中子监测器记录的超出时间与空间探测到的g射线核谱线发射峰值的时间差, 利用飞行时间方法(Time of Flight Method), 考虑中子监测器的探测效率和中子在地球大气中的衰减因素, 反演日面处的中子能谱. 本文依据已确定的10例太阳中子事件, 评述基本的观测特征, 介绍相应的观测仪器, 探讨太阳中子能谱计算的两种方法(观测法和模型法), 比较不同方法获得的计算结果; 并依托羊八井太阳宇宙线探测装置(中子监测器、太阳中子望远镜), 报道对太阳中子的初步交叉探测特征(1998年11月28日GLE事件和2005年1月20日GLE事件), 指出目前亟待解决的问题.     

FASER实验:简介与研究进展

FASER(ForwArd Search ExpeRiment)是一个位于大型强子对撞机(Large Hadron Collider, LHC)上的前向粒子探测实验. LHC质子对撞产生的质量轻、能量高的粒子往往会沿着束流方向飞行,并逃离传统粒子探测器的覆盖区域.对这些前向粒子的探测和研究是传统探测器实验很好的补充. FASER探测器(包括其专门用于探测中微子的子探测器FASERν)位于ATLAS对撞点处束流切线方向下游480 m,物理目标包括可能的暗物质候选者和对撞机产生的中微子. 2023年3月, FASER首次直接探测到约153个对撞机产生的高能中微子,信号显著度为16σ.随后, FASER合作组又公布了其暗光子搜寻结果,未发现显著信号,但给出了质量在17～70 MeV范围内、?在2×10^–5～1×10^–4范围内的暗光子可能性的世界最好限制.正在计划中的前向物理设施(Forward Physical Facility, FPF)或将成为未来HL-LHC时代前向物理研究的新阵地.本文将介绍FASER实验装置及其物理目标,并简要介绍FASE...     

探月使者——世界各国著名月球探测器巡礼

<正>前苏联月球探测器从1958年至1976年,前苏联先后发射了24个"月球号"探测器,18个完成了探测月球的任务。其中,在1959-1968年期间发射了"月球1号"-"月球14号"探测器,它们探测了月球的背面,进行了绕月飞行,实现了在月面的着陆。此外,在1969-1976年间,前苏联发射了"月球15号"到"月球24号"探测器,还成为月球的自动科学站。     

MCG+07-22-071:一个具有相互作用的星暴星系

星暴星系是指存在大规模恒星形成的星系,而这种恒星形成速率在星系的整个演化过程中是不能稳定地保持的.观测到的辐射在整个电磁波段都较强烈,主要来自恒星的爆发性产生:紫外和光学连续辐射来自热的大质量恒星,发射线产生于被这些恒星电离的HII区,强的红外连续谱来自尘埃的吸收再辐射,射电辐射来自热气体和超新星遗迹,X射线来自超新星遗迹和与大质量恒星有关的吸积天体.星暴星系的颜色比正常星系和不规则星系显著偏蓝,在蓝端和紫外连续谱变得较平.星暴星系具有很强的红外辐射(L_(IR)>10~(37)J/s),在60—100μm之间的辐射较强.大多数星暴星系都是被IRAS探测到的.     

光伏双色GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器

GaAs/AlGaAs多量子阱红外探测器是基于量子阱导带内子能带间或子能带到扩展态间的光电子跃迁对红外辐射的吸收特性而研制成的新型红外探测器.它具有响应速度快(皮秒量级)、量子效率高、波长和带宽可调、热稳定性好、抗辐射能力强等特点,有利于制成大面积焦平面列阵红外探测器.近年来为了充分利用GaAs/AlGaAs量子阱材料的特点和优势,研究和探索新结构新器件的工作一直不断,其中光伏和双色红外探测器具有重要价值.光伏型探测器与信号处理电路易于集成,结构简单,功耗小,工作温度也较高,因而有利于发展焦平面列阵技术;3～5μm和8～12μm两个波段是重要的大气传输窗口,能同时工作在此波段的双色器件在军事、民用上有着特殊应用前景.本文的工作就是试图在理论上提出一种集光伏双色于一体的量子阱红外探测器结构.1 器件设计理论最近,AT＆T Bell实验室Capasso小组证实,在量子阱层中,波函数的局域化也可以发生在大于势垒高度的连续态中.在主量子阱结构两旁的垒区中引入方势阱叠层,这些方势阱称作Bragg反射阱,由于Bragg方势阱宽度接近主量子阱连续态电子de Broglie波长的1/4,故反射相干作用可使主量子阱区的连续激发态密度集中于某些能量处,从而增加基态到这些准束缚态的跃迁振子强度,这对于实现器件光电吸收