脉冲激光对面阵CCD干扰机理初探

光电探测系统具有极高的探测灵敏度和目标识别能力,因而在军事上有普遍的应用,但正是由于光电探测器具有极高的光学天线增益效应和探测灵敏度,极易成为激光武器的干扰攻击目标。本文从激光引起探测器光电效应和热效应两方面出发,对激光干扰面阵CCD探测器的过程作出了初步分析。     

光纤摆式加速度计摆幅检测灵敏度的研究

在摆式光纤加速度计中,采用四象限探测器检测光纤摆的末端位移,其检测灵敏度是影响加速度计精度的重要因素。为了提高四象限探测器对光斑位移的灵敏度,先由光纤出射光强分布的特点,将光斑等效成两个平均分布光强光源的叠加。然后,结合探测器光电转换的规律,计算了在光纤摆动的情况下各象限光电二极管的输出电压。最后,对四象限探测器光电流信号的两种处理方案进行了比较计算,得到了四象限探测器检测灵敏度和光源及后续处理电路各种参数关系的计算公式。实验结果表明：当光纤摆与四象限探测器的距离为1mm时,检测灵敏度可达63mV/μm。全文详细分析了各种影响四象限探测器检测灵敏度的因素,通过合理的参数配置,可得到优化的灵敏度数值。     

激光准直仪

天津大学量仪教研室在开展激光技术应用的工作中,根据氯——氖气体激光器具有方向性好、能量集中,可连续输出波长6328(?)的可聚光的特点,研制成功作为直线性基准的激光准直仪。该仪器输出光束近似平行光,在50米外光班直径为10mm。接受部分采用四象限硅光电池做为光电探测器,通过运算放大器用电表和装在探测器上的千分尺进行指零和读数。     

分离型激光启动靶光电探测系统及信号处理电路

介绍了一种用作分离型激光启动靶的光电探测系统及信号处理电路．半导体激光光源经准直、扩束形成激光光幕，再经距光幕一定距离(3—5m)外的具有原向反射特性的微珠玻璃屏反射回来后经球面反射镜的会聚由光电探测器接收．当弹丸飞越光幕后，光电探测系统可以获取弹丸过靶信号，实现对弹丸运动的研究．章给出了56式7．62mm弹丸实测波形．结果表明该系统有效靶区大，使用灵活方便，适用于大口径或弹道散布较大的弹丸速度的测量，也可用做其它设备(如狭缝相机等)的触发信号源．     

基于多传感器信息融合的激光定位与跟踪

为了更精确实现远距离激光定位与跟踪,将十二个PIN硅光电二极管阵列探测器和一个带有光学系统的精密四象限探测器立体组合成独特的多传感器排列结构,并将空间测角基本理论与基于Bayesian决策原理的多传感器信息融合算法有机结合,实现自由空间中作用距离可达十千米的激光的粗精定位,利用激光的定位信息控制三维高精度转台的旋转实现精密跟踪。实践证明,在粗定位跟踪的基础上,精定位跟踪精度小于三个毫弧度。     

QD光斑位置检测影响因素分析

四象限光电探测器（QD）以其帧频高、解算电路简单、可靠性好被广泛应用于激光通信的光轴对准过程中,在利用QD进行光斑位置检测时,要尽可能提高光斑位置的检测速度和检测精度。由于光斑检测精度会受到背景光、大气湍流、探测器形状等因素影响,给光斑检测带来一定误差,使系统可靠性降低。为了更好的抑制背景光、大气湍流等因素对光斑检测系统带来的影响,本文进行如下详细分析。     

光斑性质对四象限探测器测量精度的影响

基于四象限探测器光电探测的工作原理,从理论上详细分析了光斑性质对探测结果的影响,通过数值仿真得出了光斑大小和光斑强度与测量精度的关系。并利用实验平台验证了分析结果,最后提出了几种减小光斑性质对探测结果影响的措施。为估算由光斑性质造成的测量误差提供了理论依据,并对实际应用中选择合适激光光源具有一定的指导意义。     

基于嵌入式系统的光电探测综合实验装置设计

光电探测器是光电探测系统的核心器件,其特性参数在光电系统的设计中至关重要。该文针对当前许多高校开设了与光电器件相关的实验课程,但教学中的光电探测器特性参数测量装置的精度不高、使用不便等问题,设计完成了一种基于嵌入式系统、可精密控制的综合实验装置,并详细介绍了软、硬件的设计。经实验测试,该装置运行稳定,可测试不同光电探测器的常用特性参数,而且更好地满足了实验者对精确性和实验教学便捷性的要求。     

HgCdTe探测器在激光辐照下的温度场模拟

 当强激光辐照光电探测器时,热效应是最主要的破坏机制。探测器表面吸收激光能量导致表面温度升高。温度升高到一定程度,探测器处于非正常工作状态,输出信号失真,不能准确探测信号。而探测器的温度场分布与探测结构和材料的物理性质有很大关系。为研究探测器内部的温度场分布,本文建立了热传导模型,利用Matlab软件数值模拟了激光辐照下探测器内HgCdTe光敏元的温度场分布,并对特定外界环境条件下,激光损伤阈值与胶层的厚度和热导率的关系进行分析,研究结果对探测器激光损伤效应提供有效的理论依据,同时也有助于研究HgCdTe探测器的激光防护性能。     

一种激光目标探测系统的模型仿真

为对激光探测系统的科学设计和性能评估提供有效指导,针对一种激光目标探测系统进行仿真建模,分析并建立了激光回波功率和光电转换模型,利用所建立的模型对探测系统进行仿真,经样机试验数据验证所建模型有效可行。通过对特定典型目标的仿真可以推断该激光探测系统能实现对目标的准确识别,并可以通过回波波形的差异区分具有不同外形的目标。     

空间大视场多波段激光告警技术研究

战场上激光武器的使用，使卫星受到攻击的概率增大，为此必须研究提供星载激光告警设备。传统激光告警系统功能单一。现采用四象限探测器作为概率告警系统，引导焦平面探测器进行精确方位探测，组成新型激光告警系统，它具有多波段、探测阈值高、视场大、测角精度高的特点。对于激光告警系统的设计进行了详尽阐述，通过对实验结果的分析，提出了改进方案．     

四象限探测器光斑定位精度影响因素研究

基于四象限探测器的光斑位置检测原理,建立了不同光斑半径、能量分布和探测器死区等影响因素下四象限探测器输出偏置电压与光斑位置的表征关系.数值仿真结果表明:通过选择合适的光斑半径大小、探测器的测量区域、选择死区较小的探测器等,可有效提高探测器的定位精度.基于仿真分析,搭建了测试实验和利用均匀光斑、探测器存在死区情况下的表征...     

2011-28 科技新闻媒体关注指数排行榜

 红外探测器是红外系统中完成光电转换的核心部件,其灵敏度、可靠性等指标根本上决定了红外探测系统的最佳性能。红外探测器经历了由单元、线列,到现在红外焦平面和多色红外焦平面几代的发展。以美国为代表的发达国家,依靠其科技和经济实力,始终在红外探测器的性能和规模等方面领先于其他国家。虽然很多技术文献上发表了发达国家研制的红外探测器的光电性能指标,但可靠性指标以及如何针对可靠性进行研究少有文献报道。     

基于四象限探测器的激光告警接收机信号处理系统设计

针对目前常有激光告警接收机在信号处理中出现的激光窄脉冲判断力低以及整体结构复杂的技术缺点,提出了一种基于四象限探测器激光告警接收机信号处理系统设计方案,并对其进行了详细的硬件电路设计。分析了低输入内阻对激光窄脉冲响应时间的影响,设计了200欧姆输入阻抗的前置放大电路,在使用3mm大直径的四象限探测器的情况下,成功获得了8ns的激光窄脉冲响应时间;采用两级放大电路的输出同时进行电压保持的方法,在一级放大的基础上,获得了16.9dB的动态范围;采用峰值电压保持的方法,电压抖动时间只需要200ns且输出电压平坦,成功解决多路窄脉冲信号高速采集问题。通过实验表明,接收机接收动态范围可达到34dB,输出波形稳定且易于后续电路采集。     

四象限探测系统信号光斑的优化设计

分析了四象限探测系统角误差形成的原理。深入研究了探测器角误差形成原理与光斑位置、大小和探测器面积的关系,证明光斑半径r小一些有利于提高误差信号Ux、Uy的测量精度,r大一些则有利用扩展Ux、Uy的测量线性区。从与误差信号测量误差关联的原理误差及与信噪比SNR有关系统误差出发,提出了光斑大小优化设计的问题,得出实际设计的光斑大小稍大于探测器有效半径的1/2有助于改善系统性能,并通过相关系统研制稳定性跟踪试验给予验证。     

空间目标单光子探测建模及实验验证

为了对空间单光子探测系统的科学设计和性能评估提供有效的指导, 我们针对空间目标单光子探测系统进行仿真建模, 分析并推导了激光回波功率和回波光子数公式, 利用所建立的模型对探测系统进行仿真,得到激光回波光子数模型仿真值; 通过具体的地面模拟实验对应用在空间目标探测中的单光子探测器（SPAD）进行定标后,得到定标性能曲线,再通过具体的室内目标探测实验得到激光回波光子数实验值。两者进行对比,结果表明,实验验证所建模型有效且可行。     

光电倍增管单光子探测器的噪声特性研究

在弱光测量中，暗电流或暗噪声计数是探测系统灵敏阈和测量精度的主要限制，根据光电倍增管的工作原理，光电倍增管中的噪声源主要来自光阴极和二次极的热发射．从本征半导体和掺杂半导体中热发射电流密度探讨了光电倍增管单光子探测器的噪声特性，提出了减小光电倍增管单光子探测器噪声的几种措施，即管子致冷法、磁散焦法、选用光电倍增管的管型、减小检测系统频带宽度．     

星载红外预警探测器工作机制和对抗方式

星载红外预警探测器通过探测火箭发动机尾焰的红外辐射来搜索、跟踪导弹目标。是导弹预警卫星最重要的一种载荷。简述了星载红外预警探测器的作用和特点。总结了当前星载红外预警探测器的发展趋势。工作波段的选择是红外探测系统设计的一个关键问题．分析了星载红外探测器工作波段的选择,指出地球大气层的红外吸收特性是决定星载红外探测器工作波段选择最重要的因素。星载红外预警探测器目前采用基于时间延迟积分技术的红外焦平面阵列敏感器,简要分析了其工作机制。对于星载红外预警探测器所采用的扫描、凝视两类典型探测模式,给出了探测原理,分析了其各自的优缺点。未来天基导弹预警将使用这两类探测器搭配工作。初步研究了针对星载红外预警探测器的各类被动和主动对抗方式。     

CH3NH3PbI3钙钛矿光电探测器的短脉冲光电响应

以Nd:YAG纳秒脉冲激光器的2倍频输出(532 nm)作为激发光源,比较了1步法、2步法制备钙钛矿光电探测器对ns量级短脉冲激光的光电响应.结果表明,2种钙钛矿光电探测器的上升沿响应时间相当,为20～ 25 ns,且随着探测器的性能退化,上升沿响应时间基本保持不变;在灵敏度方面,2步法CH3NH3PbI3钙钛矿光电探测器能够在更大入射能量范围内保持线性响应,且在低能入射条件下具有更佳的光电转换效率;在光电转换效率的长时间稳定性方面,1步法CH3NH3PbI3钙钛矿光电探测器优于2步法CH3NH3PbI3钙钛矿光电探测器.所得结果既有助于钙钛矿光电探测器的光电转换行为表征,也有利于拓展钙钛矿光电探测器的应用范围.     

四象限红外探测器信号处理系统

实现基于四象限红外探测器的位置检测信号处理系统。从四象限位置探测的原理入手，介绍了探测器信号提取与前级放大电路、同步相干谐波检测电路，以及模数转换、时序控制、数据采集电路。实验结果良好，系统可行。