用于微光摄像的高灵敏度电子轰击电荷耦器件

文章综述微光成像的电子轰击电荷耦合器件（EBCCD）的进展。EBCCD是将像管的荧光屏以对电子灵敏的背照明、减薄CCD代替,将电子图像直接转变为视频信号,其在所有光照等级下,特别是在极低微光下的调制传递函数（MTF）、分辨力、信噪比、余辉等均优于像增强器耦合CCD（ICCD）。文中较为详细地叙述了倒像式EBCCD设计与减薄工艺,给出各种类型倒像式EBCCD像管的技术参数,分析和比较了近贴式与倒像式EBCCD与ICCD的性能,指出了EBCCD在军用夜视技术与民用技术未来发展中的地位与重要性。     

三通道微光夜视仪光学系统总体设计

微光夜视仪是专门研究在夜间低照度的条件下,利用光电转换技术解决改善人眼的视觉能力,从而实现夜间观察的一种高新技术,微光夜视仪借助微光或成像器件,利用光电子成像的方法,克服人眼在低照度下以及在有限光谱响应下的限制。本文在传统双通道双目微光夜视仪的基础上,优化得到了三通道微光夜视仪的技术方案,设计了性能优良的物镜光学系统。     

微光成像系统三维噪声测量及其分析

为了分别从时域和空域对微光成像系统的噪声特性进行测量和分析,分别建立了微光成像系统三维噪声模型及其测量系统,并对微光ICCD成像系统和CCD成像系统的三维噪声进行了测量与分析.测量结果表明:随着ICCD像增强器光阴极面照度的提高,空间噪声、时间噪声、信号总平均值和信噪比均升高,符合微光ICCD成像系统的实际性能.通过三维噪声分析,实现了区分微光ICCD(或CCD)成像系统中由成像面缺陷和死像素点形成的两种固定图案噪声,且对光锥耦合技术进行定性的评价.     

微光瞄具分辨率测试系统的光源照度均匀性实验与结果分析

在对微光瞄具进行分辨率测试和其他科学实验研究中,需要模拟出一个实验室条件下的夜天光环境,以此来代替微光瞄具实际的工作环境。本文对微光瞄具分辨率的测试环境进行了照度分析,选择合适的低照度光源,根据分析在实验室内再现了夜天光的照度环境,同时对该测试微光瞄具分辨率的环境进行低照度均匀性测试。为微光瞄具的参数性能测试提供了照度依据。     

基于ICCD的微光成像建模与仿真

分析了ICCD相机的光谱辐射响应和空间响应特性,建立了ICCD相机的数学模型,包括:亮度模型、MTF模型和噪声模型.研究了地面光谱反射特性和光照强度对微光图像对比度的影响,导出了包含ICCD相机综合特性的图像仿真方程.并在此基础上,提出了基于日间航拍图像的微光图像仿真方案.仿真实验结果说明了该方案的有效性.     

APD光子计数图像的蒙特卡洛仿真与实现

该文应用统计光学理论研究微光成像;结合雪崩光电二极管(APD)光子探测器件的工作特点,采用蒙特卡洛方法模拟光子计数图像的成像过程。结果表明,通过基于器件特性和光子运动统计规律的仿真实验可以获得光子计数图像。以仿真流程为依据搭建了固态APD光子计数成像实验系统。在10-5lx环境照度下,通过对目标扫描得到一系列光子计数值。将光子计数数据进行存储和运算,恢复了光子计数图像。实验证明,基于APD的成像系统可以实现微光环境下目标的二维探测成像。     

微光CCD摄像机分辨特性测试

为了定量评价微光ＣＣＤ的综合性能，该文进行了微光ＣＣＤ摄像机分辨特性测试的研究，文完善了微光ＣＣＤ摄像机分辨率测试系统，整个系统由中性可变微光照明系统，光学成像系统，微光ＣＣＤ摄像机，监示器和照组成。阐述了微光ＣＣＤ摄像机分辨特性的测试方法。该文采用一定性质的鉴别图案（电视分辨率测试卡）在一定微光照度下投射到微光ＣＣＤ摄像机的阴极面，在监示器中观察到的最小空间频主就是此照度下的分辨率，文中用此测试     

微光成像研究与应用中的几个问题

微光成像研究与应用中的几个问题郭晓维（军械工程学院石家庄０５０００３）微光成像是指自然环境照度在１０－１ｌｘ以下的光学成像过程。这种低照度下的成像系统，在野生动物研究、新闻采记、公安保卫及军事上都有着重要的应用。影响成像质量最重要因素是入射光能量的多...     

微光图像实时对比度增强处理

对比度低是微光图像主要特征之一，对比度扩展是微光图像增强处理的重要技术手段。该文详细叙述了采用灰度变换方法提高对比度的基本原理，在分析不同照度下微光图像直方图分布的基础上，建立了专门的灰度变换函数，并完成了硬件电路的设计与调试，实现微光图像的实时处理。该方法可直接应用于微光电视系统，能够显著地提高微光图像质量。     

激光诱导黄铜中Zn等离子体光谱的时间演化特性

在常温常压下, 利用自建的激光诱导击穿光谱（LIBS）实验装置获得纳秒激光诱导黄铜等离子体光谱, 研究发射光谱中Zn等离子体光谱在增强型光电耦合器件（ICCD）门延迟为150~3 000 ns时的演化规律, 并利用Stark展宽系数及能级跃迁参数计算等离子体的电子温度和电子密度随ICCD门延迟的演化规律. 实验结果表明: 当ICCD门延迟为150~500 ns时, 初始阶段光谱呈较强的连续谱, 随着ICCD门延迟的增大, 在连续谱上逐渐凸显Zn原子的线状特征谱线, 特征谱线强度在ICCD门延迟为500 ns时达最大; 继续增大ICCD门延迟, 谱线强度逐渐减小, 当ICCD门延迟为3 000 ns时, 等离子体的特征谱线信号基本消失; 谱线强度和电子温度随ICCD门延迟的变化一致, 电子密度和ZnⅠ(481.0 nm)谱线的半高宽随ICCD的变化接近指数拟合.     

基于BH1710的照度计设计

在工农业生产、建筑、影视和医疗卫生等行业中,经常要求测量光照的强度。根据需要设计了一种测量精度高、成本低的数显照度计。该照度计以AT89S52单片机作为控制核心,应用了最新数字型照度传感器BH1710。电路结构简单,体积小,可以嵌入各种需要照度测量的电子仪器中,测量精度高达1lx。     

孔雀鱼幼苗在光场中的行为反应分析

采用光梯度法,探讨了孔雀鱼幼苗对红(波长为700 nm)、黄(580 nm)、绿(550 nm)、蓝(450 nm)及白色光的选择性及不同照度梯度下的行为反应.结果表明,孔雀鱼幼苗对5种颜色光表现出不同程度的趋光性和选择性,对蓝光的趋光性最强,其趋光率高达99%,相应的照度范围为1 500~2 000 lx,对红光的趋光性最小.     

隧道照明光源光色对驾驶员视觉功效的影响

目前,各国以及CIE的隧道照明设计规范和标准在隧道照明研究中都只考虑隧道路面的亮度或者照度水平,对于色温、显色性和光谱分布等因素对视觉效果的影响考虑不足,导致对隧道照明质量的评价不够科学。笔者从隧道照明光源光色对于驾驶员视觉功效的影响出发,选择两个隧道进行了小目标识别现场实验和不同色温反应时间测试实验,分析了驾驶员视觉功效受隧道照明光源的显色性和色温的影响情况。结果表明：隧道照明光源显色指数越高,驾驶员的视觉功效越好;对于光谱能量分布相似的光源,背景亮度相同时,含有短波成分多的光源照明效果更好,驾驶员的视觉功效也更好。     

一种提高全息照相实验成功率的新方案

该文在简要介绍了全息照相实验原理的基础上,分析各种实验因素,指出"物光与参考光照度比适当"是影响实验效果的主要因素。针对实际操作中"物光与参考光照度比不易控制"这一难点,提出了应用硅光电池作光电传感器、配合万用表对照度实现量化的测量方案。经测试,该方案性能稳定,成本低廉,能显著提高实验的成功率与效果。     

新型图像传感器ICCD的原理及应用

综述了新型图像传感器ICCD的工作原理及性能。对CCD的结构以及在CCD基础上发展起来的ICCD的结构和性能进行了具体说明。介绍了ICCD技术在国内外的发展现状及将来的发展趋势,包括国外ICCD生产厂家的产品性能优缺点,国内研制ICCD的主要技术瓶颈和目前所能达到的水平。说明了ICCD的应用领域以及在科学研究上的成功范例。     

不同LED照明参数对老年人心电生理响应的影响

光的非视觉生物效应与人体健康密切相关,随着LED在室内照明中的广泛应用,LED照明与人体生理健康的关系也日益重要.心电图(ECG,electrocardiograph)是生理参数的主要表征之一.针对LED照明,以3种色温(3000、5000、6500 K)、5种照度(300、500、750、1000、1500 lx)为主要变量,研究不同光照时长(10、20 min)下,老年人心电指标对光响应的情况.结果显示,照度、色温等光照参数的主效应对老年人的ECG无显著影响,但照度和色温的交互作用对老年人的ECG影响显著.其中,3000 K和10001x的交互作用对P波时间和T波时间影响最大;6500 K和15001x的交互作用影响最小;5000 K和7501x的交互作用对PR间期影响最大,6500 K和5001x的交互作用影响最小.但较短光照时长下,老年人的ECG变化不明显.因此,有必要探讨更长时间(1h及以上)光照下,老年人的心电生理响应情况,从而为老年人健康照明参数的确定提供依据.     

中国画陈列室的视觉环境研究

光辐射对于中国画可以产生严重的危害,为了保存这些艺术珍品,应尽可能地降低展品上的照度,但是给人观赏又不能让画幅和视觉环境显得昏暗或模糊不清。作者进行了一系列主观评价实验,应用语意差别量表和因子分析,找出了中国画陈列的视觉环境的最佳照明条件。结论为: 1.画幅上的最佳照度为50lx,范围为30-100lx。陈列室的空间光分布要求平均柱面照度/画幅照度((?)/E)比为0.15,范围为0.12—0.20。画幅和环境照明建议采用白炽灯作为光源。2.当使用荧光灯时,画幅照度和平均柱面照度/画幅照度比宜采用较大值。     

基于BIM技术的室内照明仿真模拟软件计算精度解析

建筑照明专业参与BIM （building information modeling）技术的同平台作业还处于起步阶段。DIALux evo 8.2和ElumTools 2019.07是目前仅有的参与BIM技术的室内照明仿真模拟软件。采用CIE （Commission Internationale de i''Eclairage）发布的CIE 171：2006—test cases to assess the accuracy of lighting computer programs的5.2至5.8测试用例，通过验证这2款软件的计算精度，分析得出软件性能的优缺点。结果表明：在计算点光源直接照度、面光源直接照度以及光通量守恒性能这3个方面，2款软件均具有较高精度；计算大面积漫反射、遇遮挡和不同反射率这3种情况的间接照度时，DIALux evo 8.2计算精度优于ElumTools 2019.07；计算小面积漫反射的间接照度精度时，ElumTools 2019.07计算精度优于DIALux evo 8.2；计算定向透射性能时，这2款软件精度均比较低。进一步分析得出：核心算法是产生误差的主要原因，2款软件信息交换均存在一定缺陷。因此，采用光子映射算法，创建建筑与照明全信息交换接口将成为未来基于BIM技术的室内照明仿真模拟软件的研发方向。     

激光诱导黄铜中Zn等离子体光谱的时间演化特性

在常温常压下, 利用自建的激光诱导击穿光谱（LIBS）实验装置获得纳秒激光诱导黄铜等离子体光谱, 研究发射光谱中Zn等离子体光谱在增强型光电耦合器件（ICCD）门延迟为150~3 000 ns时的演化规律, 并利用Stark展宽系数及能级跃迁参数计算等离子体的电子温度和电子密度随ICCD门延迟的演化规律. 实验结果表明: 当ICCD门延迟为150~500 ns时, 初始阶段光谱呈较强的连续谱, 随着ICCD门延迟的增大, 在连续谱上逐渐凸显Zn原子的线状特征谱线, 特征谱线强度在ICCD门延迟为500 ns时达最大; 继续增大ICCD门延迟, 谱线强度逐渐减小, 当ICCD门延迟为3 000 ns时, 等离子体的特征谱线信号基本消失; 谱线强度和电子温度随ICCD门延迟的变化一致, 电子密度和ZnⅠ(481.0 nm)谱线的半高宽随ICCD的变化接近指数拟合.