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．     

Aurora协议在红外告警系统中的应用

介绍红外告警系统的系统结构及实现过程。介绍了其通信传输方案,重点介绍了基于Aurora协议的通信过程。实验结果表明该方案稳定高效,可实现红外数据的实时传输,满足系统需求。     

基于焦平面技术的红外地球姿态敏感方法研究

红外地平仪是很多空间飞行器平台姿态控制系统的关键姿态敏感设备,红外地球姿态敏感方法是其核心工作原理。针对传统红外地平仪基于光机扫描技术的红外地球姿态敏感方法,存在检测数据量小、姿态测量精度低的缺点,提出基于焦平面技术地球姿态敏感方法,阐述其算法原理和工作波段选择。由于大视场光学系统的引入,分析了光学系统的成像方式引起的姿态测量误差。实验表明提出的基于焦平面技术地球姿态敏感方法具备较高精度的姿态测量功能。     

铁电陶瓷焦平面阵列红外成像技术

提出了铁电陶瓷焦平面阵列红外成像的技术方案,重点讨论了信号处理技术．测试表明,采用该方案研制的热像仪具有灵敏度高（噪声等效温差ＮＥＴＤ＝０．０８℃）、空间分辨率好（２４０电视线）及功能全面等优点．     

非制冷红外焦平面探测器技术应用及市场分析

主要介绍了非制冷红外焦平面探测器的发展历史、现状以及主要应用领域,分析了非制冷红外焦平面探测器技术未来发展趋势和市场应用前景,对红外产品生产厂家的未来发展方向提供了参考建议.     

铁电陶瓷焦平面阵列红外成像技术

提出了铁电陶瓷焦平面阵列红外成像的技术方案,重点讨论了信号处理技术,测试表明,采用该方案研制的热像仪具有灵敏度高,空间分辨率好及功能全面等优点。     

一种新的红外焦平面阵列非均匀性校正技术

在分析了红外焦平面陈列非均匀性的噪声特性基础上,提出用噪声抵消的方法来对红外焦平面阵列的非均匀性进行自适应校正,针对实际图像进行了实验,结果表明该方法比神经网络法能得到更好的校正效果。     

红外焦平面阵列读出电路的比较与解析

红外焦平面阵列是获取景物红外光辐射信息的重要光电器件。读出电路是其关键部件,良好的读出电路性能在红外焦平面阵列中发挥着重要的作用。本文重点列举了一些最新的CMOS读出电路单元结构,并对它们各自的特点作了简要的比较,同时给出了一些结构对应芯片上的主要参数,最后简单介绍了读出电路的未来发展方向。     

锑化物超晶格长波红外焦平面探测器研究进展

锑化物的研究开始于20世纪50年代,70年代随着超晶格概念及后来能带工程的出现,锑化物在红外探测领域的潜力逐渐显露.基于现实的需求,锑化物材料的生长外延及工艺处理技术取得了快速进步,这也得益于之前对Ⅲ-Ⅴ族材料的大量研究.Ⅱ类超晶格(T2SL)的发展主要源于两个主要原因:首先相对于HgCdTe材料,Ⅱ类超晶格具有低成本、可重复性、可操作性、高均匀性等优势,尤其在长波红外及以上波段,Ⅱ类超晶格相对于HgCdTe的优势更明显.其次与HgCdTe材料相比,Ⅱ类超晶格具有很低的俄歇复合概率,这意味着Ⅱ类超晶格红外探测器具有比HgCdTe探测器更低的暗电流或更高的工作温度,提高长波焦平面的工作温度对于降低成像系统的功耗、尺寸及重量至关重要.另外,大气窗口在8–14μm有最高的透射率,同时温度为室温(300 K)的物体所发射的红外辐射波长大约为10μm.因此,长波红外探测对于InAs/GaSbⅡ类超晶格极具价值.理论上Ⅱ类超晶格红外探测器在等效截止波长下能提供同等或超越HgCdTe探测器的性能.但由于Ⅱ类超晶格材料在少子寿命上与HgCdTe存在很大差距,导致Ⅱ类超晶格探测器在耗尽区有很高的产生复合电流.为了抑制产生复合电流及其他机制暗电流,提出了各种结构并应用于Ⅱ类超晶红外探测器上,如PπMN结构、CBIRD以及单极势垒型等,极大地降低了长波器件的暗电流,同时增加了器件阻抗及探测率.此外,InAs/InAsSb超晶格的提出,避免了由Ga在禁带引入复合中心,有效地提高了少子寿命.随着Ⅱ类超晶格技术及理论的不断完善,锑化物超晶格长波焦平面在可操作性、均匀性、稳定性、可扩展性上的优势将更为明显.     

太阳辐射对相干激光告警接收机信噪比影响的理论分析

以相干激光告警接收机为研究对象，建立了在强太阳光照射下的信噪比数学模型．将太阳近似为一个5900K的球形黑体，通过严格的计算得到，在不考虑大气对太阳光的衰减作用的情况下，日地平均距离处太阳对地球的辐照度为148．7mW／cm^2．在考虑遮光罩的空间滤波的作用下，利用该数学模型分析得到太阳辐射最强时，太阳光经地面反射到达激光告警接收机CCD探测器上的太阳光功率密度为3．4mW／cm^2；同时，分析了在CCD探测器响应率最差的来袭激光和太阳辐射最强的情况下，该激光告警接收机最差的探测信噪比为17．5．（实验中选用的待测激光波长λ为1064nm，到达激光告警接收机前的光功率密度为10mW／cm^2，脉宽为10ns．）     

激光预警接收器的一种改进方案

提出了一种新的激光预警接收器的设计方案．其中设计制作了一种小型实心迈克尔逊干涉装置，它能使进入该系统的除激光之外的所有杂散光不产生干涉，能对其干扰产生抑制作用；设计了一种信号光波面变换系统，使该系统形成的迈克尔逊等倾干涉图的结构变的极简单、信号光能量分布很集中，能有效地提高信噪比、简化光电转换接收系统；设计了一种基于瞬态峰值检测的光电转换集成电路，能显著提高测窄脉冲激光时的信噪比，使系统能有效地监测其波长在可见光区和近红外区的各种激光信号．     

红外焦平面器件非均匀性校正的FPGA实现

提出了一种基于FPGA的红外焦平面非均匀性校正的实现方案。在系统中,采用基于黑体的两点校正的方案。另外,校正参数的获取,可以采用两种工作模式,通过存储器下载和在线计算校正参数。实验表明,这种解决方案可以实时完成校正处理,并有效地抑制了器件的非均匀性。     

红外焦平面阵列非均匀性校正算法的研究

红外焦平面阵列普遍存在非均匀性,会严重影响红外成像质量。对非均匀性的主要来源和表现形式进行了探讨,介绍了在工程应用中常用的校正方法,两点温度校正法、时域高通滤波法和人工神经网络法,给出详细的推导,并对几种校正算法进行了分析和研究,对这几种校正算法的优点和缺点进行讨论和综合对比,为进一步开展红外焦平面非均匀性校正提供参考意见。     

红外焦平面CTIA型读出电路的设计研究

为了适应红外焦平面(IRFPA)高像素的趋势,设计出面积更小、性能更优的像元电路,选择电容反馈跨阻放大器(CTIA)作为像元电路的电路结构,在CTIA中运算放大器基于共源共栅结构,采用积分电容可选的模式来调整积分时间,并基于电路高像素的需求,优化电路,减小面积.在此基础上,搭建模拟信号通路进行仿真研究,绘制版图,并进行后仿,为读出电路的正确性、可靠性提供保障.优化后的像元电路面积为18μm×18μm,可选积分电容分别为60 fF和400 fF,后仿得到的信号通路输出摆幅常温下为2.03 V,低温下为1.52 V,且低温下的积分噪声为213.6μV,满足设计需求.     

非制冷热释电红外焦平面阵列读出电路的新型结构

提出一种带有列共用结构的电容跨阻放大器(CTIA)读出结构, 以实现高线性度、低功耗、低噪声和较大输出范围。该结构可以降低像素结构的复杂性, 提高电路设计的灵活度。电路采用奇偶行交替连续读出的方式。采用0.35μm DPTM工艺, 利用该结构设计一个原型芯片。电源电压为5 V, 每列CTIA结构功耗约为29.3 μW, 线性度为99.98%。该原型芯片可以被扩展为320×240阵列。     

大系统控制论构建的房地产预警系统应用研究

房地产预警系统对于保持和促进房地产业的健康、稳定和持续发展具有重要的意义.本文针对目前我国房地产预警的现状和存在的不足,提出建立基于大系统控制论的房地产预警系统,对系统的组成和功能进行了简述,并将以大系统控制论构建的子系统涉及的具体流程、方法结合贵阳市房地产预警系统的实证研究和应用进行了详细的阐述,该方法可以应用于国内其他城市的房地产预警系统的构建和研究.     

光栅衍射型激光告警的探测技术研究

为了能够使近红外探测器快速获取来袭激光的二维方位角、波长,提出了一种基于FPGA架构的驱动控制技术。上位机为了能够方便、快捷的控制探测器,采用VC++编写的上位机通过USB传输到FPGA,再通过FPGA将相应的命令发送给探测器,对它的工作方式增益、带宽、积分时间进行灵活的配置;FPGA相应的控制探测器的帧频、行频以及数据配置引脚使探测器能够输出有效的数据,然后通过USB上传到VC++上位机对有效的数据进行采集显示。利用此方法对波长为850nm的激光从不同的方位角进行入射,用编写的VC++上位机成像软件进行数据采集处理,对采集到的图片进行分析,依据光斑强度确定零级、一级,推算出来袭激光方位角、波长,实验表明波长分辨率小于10nm,角度分辨率小于。     

激光二极管端面泵浦激光棒热效应的解析研究

为了解决激光二极管端面泵浦激光棒引起的热效应问题，基于热传导理论，建构了热传导方程新的本征函数解，得出了激光棒内温度场与热形变场的一般解析表达式．该表达式不仅解决了由于棒内热流线径向假设造成的温场计算误差问题，而且解决了使用数值分析方法带来的计算精度不高的问题．研究结果表明，当激光二极管的泵浦功率为20W、泵浦光斑高斯半径为200μm时，掺钕离子质量分数为0．5％的钒酸钇激光棒泵浦端面具有451．2℃的最高温升和3．42μm的最大热形变量．对激光棒内等温线分布状态分析可以得出，其热流线为非径向分布．与棒内热流线径向假设计算结果对比，激光棒的最高温升值减小了30%．所得结果可以用于激光谐振腔的设计，为减小激光系统的热效应问题提供了理论依据．