制冷型大相对孔径长波红外光学系统设计

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作者 李阳 王保华 +3 位作者 张绪国 龙亮 周紫薇 李林鹏 《红外技术》 北大核心 2025年第3期265-271,共7页

针对320×256长波制冷型面阵探测器,提出并设计了一款制冷型长波红外成像光学系统。该光学系统由5片透镜组成,通过不同材料组合与后焦调节机构设计,实现了系统在工作温度-40℃~70℃范围内清晰成像。光学系统的工作谱段为7.5~9.5μm... 针对320×256长波制冷型面阵探测器,提出并设计了一款制冷型长波红外成像光学系统。该光学系统由5片透镜组成,通过不同材料组合与后焦调节机构设计,实现了系统在工作温度-40℃~70℃范围内清晰成像。光学系统的工作谱段为7.5~9.5μm,焦距为50 mm,相对孔径为1/2,全视场为11°×8.8°,系统具有结构简单紧凑、相对孔径大、透过率高等优点。设计结果显示,光学系统在奈奎斯特频率为16.7 lp/mm处MTF优于0.594,均方根尺寸均小于单个像元尺寸,在像元尺寸内能量集中度高于88.5%,畸变小于0.23%。公差分配后,系统MTF优于0.504,表明该光学系统易于加工装调、实现性高,装配后具有良好的成像性能。 展开更多

关键词 光学系统设计 长波红外 制冷型 大相对孔径

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基于光谱重构的中波红外快照型光谱成像技术研究

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作者 宋思远 高博 +4 位作者 王帅 李晨曦 王智海 刘严严 鱼卫星 《光子学报》 北大核心 2025年第8期1-13,共13页

提出了一种中波红外快照型光谱成像技术,通过单片像元级多通道结构进行光谱调制,结合高精度光谱重构算法,能够从单帧图像中同时获取目标的空间及光谱信息。设计了中波红外光谱调制阵列芯片,建立了光谱调制系统模型,并通过数值计算对重... 提出了一种中波红外快照型光谱成像技术,通过单片像元级多通道结构进行光谱调制,结合高精度光谱重构算法,能够从单帧图像中同时获取目标的空间及光谱信息。设计了中波红外光谱调制阵列芯片,建立了光谱调制系统模型,并通过数值计算对重构结果进行了模拟测试。结合一种重构效果优良、实时性高的中波红外光谱重构方法,以典型发动机羽流红外光谱作为检测目标,重构测试光谱的均方根误差0.2339,峰值信噪比均值为35.23 dB,决定系数均值为0.9964,单帧光谱平均重构时间12.295 ms。 展开更多

关键词 计算光谱 字典学习 快照型光谱成像 光谱调制 中波红外

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短波中波红外折反射式共口径光学系统设计 被引量：1

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作者 马洪涛 韩冰 +2 位作者 许洪刚 李旭 张明亮 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第2期359-367,共9页

为了实现高精度、高可靠性的动态场景模拟,设计了一套短波中波多波段折反射式共口径光学系统。该系统结合了反射、折射和共口径光路的优势,该系统分为主光学系统、短波光学系统和中波光学系统,3个系统分别独立设计。通过理论计算得到光... 为了实现高精度、高可靠性的动态场景模拟,设计了一套短波中波多波段折反射式共口径光学系统。该系统结合了反射、折射和共口径光路的优势,该系统分为主光学系统、短波光学系统和中波光学系统,3个系统分别独立设计。通过理论计算得到光学系统的初始结构,再利用光学设计软件对光学参数作进一步细化,最后,按照光瞳匹配原则将各分系统组合在一起,并对系统的成像质量作进一步优化设计。利用调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)和畸变等定量评价指标,仿真验证了系统设计的合理性。结果显示:所设计的短波光学系统视场角为±0.107°、焦距为2500 mm、入瞳尺寸为300 mm,MTF达到衍射极限,畸变小于0.3%;中波光学系统的视场角为±0.65°、焦距为750 mm、入瞳尺寸为300 mm,MTF接近衍射极限,畸变小于1%。该系统成像质量好、体积小、实用性强,在光电跟瞄和空间探测等领域具有较大应用潜力。 展开更多

关键词 景物模拟器 光学设计 短波中波红外成像 共口径光学系统

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大变倍比制冷型长波红外变焦光学系统设计 被引量：3

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作者 唐晗 夏丽昆 +6 位作者 刘炼 刘云 刘炫 刘愚 张润琦 周春芬 杨开宇 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期69-78,共10页

长波红外变焦光学系统相对于中波红外变焦光学系统存在可用材料少、系统高低温环境无热化难度大等难题。本文采用机械补偿变焦技术实现光学多视场变焦,利用主动补偿的消热差技术使系统在−40°C~+65°C温度范围内能够清晰成像,... 长波红外变焦光学系统相对于中波红外变焦光学系统存在可用材料少、系统高低温环境无热化难度大等难题。本文采用机械补偿变焦技术实现光学多视场变焦,利用主动补偿的消热差技术使系统在−40°C~+65°C温度范围内能够清晰成像,实现四片透镜架构的制冷型长波红外四视场光学系统设计。该光学系统四视场焦距分别为25 mm、109 mm、275 mm、400 mm,变倍比为15,光学系统包络尺寸为268 mm(长)×200 mm(宽),光学零件总质量为618 g。该光学系统具有质量轻、性能高、成本低等SWaP-C特征,在辅助导航、搜索、跟踪等安防领域中具有较大应用潜力。 展开更多

关键词 制冷型长波红外 变焦光学系统 机械补偿 无热化

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制冷型中波红外偏振成像光学系统设计 被引量：7

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作者 刘星洋 翟尚礼 +4 位作者 李靖 汪洋 苗锋 杜瀚宇 邹超凡 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期197-205,共9页

除了具备作用距离远、可全天候工作、隐蔽性好等传统红外强度成像的优点外,基于目标与背景偏振特性差异的红外偏振成像技术能够有效减小背景干扰、抑制背景杂波、增强图像对比度、提高信噪比,应用前景广阔。为了有效抑制空中和海面目标... 除了具备作用距离远、可全天候工作、隐蔽性好等传统红外强度成像的优点外,基于目标与背景偏振特性差异的红外偏振成像技术能够有效减小背景干扰、抑制背景杂波、增强图像对比度、提高信噪比,应用前景广阔。为了有效抑制空中和海面目标探测过程的背景杂波干扰,增强雾、霾和烟尘以及小温差、低照度和复杂背景环境下的目标探测能力,采用分孔径同时偏振成像方式,完成了焦距为240 mm的四通道制冷型分孔径中波红外偏振成像光学系统的设计。利用蒙特卡洛法进行了公差分析,保证了光学系统加工和装调精度的合理性。像质分析结果表明,光学系统的MTF接近衍射极限,各类像差得到了有效校正,成像质量良好。通过冷反射分析验证了冷像对所设计制冷型红外光学系统成像质量的影响程度。此外,最终完成的光学系统结构紧凑,透过率高,避免了非球面的使用,具有良好的加工和装配工艺性。 展开更多

关键词 偏振成像 分孔径 制冷型 中波红外

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自由曲面非制冷红外离轴三反光学系统设计

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作者 栗星 王斌 +2 位作者 李锦鹏 高荣 毛祥龙 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第2期101-109,共9页

基于非制冷型800×600分辨率长波红外探测器,采用自由曲面形式设计了一种自由曲面非制冷红外离轴三反光学系统。该系统的焦距为103 mm,F数为1.47,视场角为7.5°×5.6°,工作波段范围为8~12μm。采用XY多项式自由曲面设... 基于非制冷型800×600分辨率长波红外探测器,采用自由曲面形式设计了一种自由曲面非制冷红外离轴三反光学系统。该系统的焦距为103 mm,F数为1.47,视场角为7.5°×5.6°,工作波段范围为8~12μm。采用XY多项式自由曲面设计的三片镜子进一步扩大了成像视场,解决了传统透射式红外光学系统视场角较小的问题。通过仿真计算确定了三片镜子的XY自由曲面面型,设计结果显示,在全视场范围内,该系统的光学传递函数在30 lp/mm处优于0.45,弥散斑直径小于一个像元尺寸,最大相对畸变小于3%,成像质量接近衍射极限。结果表明,该设计方案在提升红外光学系统的成像视场和成像质量方面具有明显的优势,对于无人机等空中目标的跟踪监视具有重要的意义。 展开更多

关键词 光学设计 自由曲面 离轴三反 非制冷红外 成像光学系统

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非制冷势垒型InAsSb基高速中波红外探测器

7

作者 贾春阳 邓功荣 +3 位作者 赵鹏 朱之贞 赵俊 张逸韵 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期166-173,共8页

高速响应的中波红外探测器在自由空间光通信和频率梳光谱学等新兴领域的需求逐渐增加。中长波XBnn势垒型红外光探测器对暗电流等散粒噪声具有显著抑制作用。本文在GaSb衬底上采用分子束外延技术生长了nBn和pBn两种结构的InAsSb/AlAsSb/A... 高速响应的中波红外探测器在自由空间光通信和频率梳光谱学等新兴领域的需求逐渐增加。中长波XBnn势垒型红外光探测器对暗电流等散粒噪声具有显著抑制作用。本文在GaSb衬底上采用分子束外延技术生长了nBn和pBn两种结构的InAsSb/AlAsSb/AlSb中波红外光探测器材料,并通过微纳加工工艺制备了可用于射频响应特性测试的GSG结构探测器。XRD和AFM的测试结果表明,两种结构的外延片都具有较好的晶体质量。器件暗电流测试结果表明,相较于nBn器件,在室温和反向偏压400 mV的工作条件下,直径90μm的pBn器件表现出更低的暗电流密度0.145 A/cm^(2),说明该器件在室温非制冷环境下表现出较低的噪声水平。不同台面直径的探测器的暗电流测试表明,pBn器件的表面电阻率低于对照的nBn器件的表面电阻率。另外,根据探测器的电容测试结果,可零偏压工作的pBn探测器具有完全耗尽的势垒层和部分耗尽的吸收区,nBn的吸收区也存在部分耗尽。探测器的射频响应特性表明,直径90μm的pBn器件的响应速度在室温和3 V反向偏压下可达2.62 GHz,对照的nBn器件的响应速度仅为2.02 GHz,响应速度提升了29.7%,初步实现了在中红外波段下可快速探测的室温非制冷势垒型光电探测器。 展开更多

关键词 InAsSb基 非制冷 高速 中波红外 势垒型探测器

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一种制冷型红外近景成像系统的无调焦设计

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作者 彭晴晴 杨加强 +3 位作者 张兴德 李荣刚 刘琳 孙昌峰 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2014年第8期909-912,共4页

针对制冷型近景成像红外光学系统，讨论了近景系统调焦量对系统冷反射的影响，分析了在定焦近景成像系统中采用无调焦设计的必要性，以及如何选取合适参数提高系统景深、如何选取材料进行无热化设计从而实现无调焦的设计方法。基于320＆... 针对制冷型近景成像红外光学系统，讨论了近景系统调焦量对系统冷反射的影响，分析了在定焦近景成像系统中采用无调焦设计的必要性，以及如何选取合适参数提高系统景深、如何选取材料进行无热化设计从而实现无调焦的设计方法。基于320＆#215;256中波制冷探测器，设计了一个焦距为20 mm、F/4的无热化红外光学系统，该系统景深范围可以覆盖成像范围（1～10 m），且在-40～55℃的温度范围内实现无调焦清晰成像。 展开更多

关键词 景深 近景成像 无调焦 无热化 制冷型红外系统

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中波红外成像系统冷反射抑制 被引量：3

9

作者 卜和阳 虞林瑶 +1 位作者 田浩南 王健 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1414-1423,共10页

冷反射现象是指在红外热成像系统中制冷探测器通过前面光学表面的反射而探测到的自身的像,冷反射的控制是红外成像系统的重要任务。本文设计了一款采用Cassegrain(卡塞格林)反射结构的制冷型中波红外成像系统,分析了该系统的冷反射现象... 冷反射现象是指在红外热成像系统中制冷探测器通过前面光学表面的反射而探测到的自身的像,冷反射的控制是红外成像系统的重要任务。本文设计了一款采用Cassegrain(卡塞格林)反射结构的制冷型中波红外成像系统,分析了该系统的冷反射现象,得到了冷反射现象严重的表面。接着,通过Zemax软件降低这些严重面的冷发射,在控制冷反射的同时兼顾系统传递函数MTF的优化。通过NARCISSUS宏命令(冷反射分析宏命令)、Tracepro建模软件和实际成像图将优化后的中波红外成像系统与冷反射抑制前的系统进行比对。结果显示:探测器像面冷反射引入的等效温差(NITD)由1.0484 K下降到了0.1576 K,同时系统在调焦过程中冷反射斑的能量和尺寸无明显变化,优化后的光学结构有效地控制了系统的冷反射。 展开更多

关键词 冷反射 制冷型中波红外成像系统 冷反射引入等效温差

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紧凑型中波红外成像系统无热化设计 被引量：3

10

作者 李瑞瑶 付跃刚 刘智颖 《红外技术》 CSCD 北大核心 2018年第2期119-124,共6页

红外成像光学系统应用日益广泛,并且对小型化有了更高要求,因此提出一种紧凑型中波红外成像系统的无热化光学设计。首先针对需求对光学参数进行了分析与计算,根据参数要求采用卡塞格林系统缩短系统纵向尺寸,然后用中继透镜组校正像差,... 红外成像光学系统应用日益广泛,并且对小型化有了更高要求,因此提出一种紧凑型中波红外成像系统的无热化光学设计。首先针对需求对光学参数进行了分析与计算,根据参数要求采用卡塞格林系统缩短系统纵向尺寸,然后用中继透镜组校正像差,考虑到透镜易于加工、成本低,中继透镜组采用全球面面型,最终实现了卡塞格林系统的次镜到红外探测器之间的尺寸小于47 mm,使系统足够紧凑。通过合理选择材料以及光焦度的分配,推导光学被动消热差方程,计算出系统的初始结构,利用Zemax光学设计软件进行优化,最终实现波段为3.7~4.8?m,视场为3°×3°,温度范围-40℃^+50℃消热差结果,在空间频率17 lp?mm-1处,各视场光学调制函数(MTF)值均大于0.5。 展开更多

关键词 中波红外成像 卡塞格林系统 光学设计 紧凑型 消热差

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高速红外测温系统

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作者 郭来功 刘安坤 +1 位作者 黄晨瑞 穆朝民 《红外技术》 北大核心 2025年第1期36-43,共8页

针对于高速测温系统存在的响应时间慢、校准复杂、不适用特殊环境等问题,设计了以STM32F429IGT6微控制器为控制核心,以光学系统、制冷型红外探测器为主体的制冷型高速红外测温系统。光学系统采用金属抛物面反射镜构建光学组件,结合制冷... 针对于高速测温系统存在的响应时间慢、校准复杂、不适用特殊环境等问题,设计了以STM32F429IGT6微控制器为控制核心,以光学系统、制冷型红外探测器为主体的制冷型高速红外测温系统。光学系统采用金属抛物面反射镜构建光学组件,结合制冷型红外探测器完成光电转换,由微控制器进行高速采集。系统采样率为1 MHz,采用SD卡进行数据存储,可在屏幕上显示温度变化波形。采用黑体炉静态标定法进行温度标定,对温度与电压信号之间的关系进行最小二乘拟合,得到了电压-温度关系式,测量误差为±1℃,温度测量有效范围为10~200℃。标定后使用霍普金森压杆冲击实验进行了系统应用测试。测试结果表明,制冷型高速红外测温系统具有微秒级温度变化的探测能力,响应时间快,操作与校准简单,在动态高速测温领域具有广泛的应用前景。 展开更多

关键词 光学系统 制冷型红外探测器 高速采集 黑体炉 霍普金森压杆

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offner型连续变焦中波红外光谱成像系统设计 被引量：9

12

作者 刘智颖 高柳絮 黄蕴涵 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期162-170,共9页

为了适应不同视场光谱仪的应用需求,设计了一款offner型连续变焦中波红外光谱成像系统。该系统引入前置变焦系统实现60~300 mm范围连续变焦,同时采用光栅型offner同心结构进行光谱分光及成像,系统工作波段为3~5μm,选用制冷型红外探测器... 为了适应不同视场光谱仪的应用需求,设计了一款offner型连续变焦中波红外光谱成像系统。该系统引入前置变焦系统实现60~300 mm范围连续变焦,同时采用光栅型offner同心结构进行光谱分光及成像,系统工作波段为3~5μm,选用制冷型红外探测器,系统F#=4.0。根据物像交换原则及光焦度分配原则对前置变焦系统和中继系统的初始结构进行了计算,并应用zemax软件对各子系统进行优化,使其满足设计参数要求。最终offner型连续变焦中波红外光谱成像系统的调制传递函数在空间频率33 lp/mm处接近衍射极限,点列斑均方根半径均小于一个像元大小,设计的结果显示系统结构简单,在各个焦距位置及各谱段下,像质均满足了设计指标要求,成像质量良好。 展开更多

关键词 光谱成像 连续变焦 中波红外系统 冷光阑匹配

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制冷型中/长红外双波段双视场全景光学系统设计 被引量：10

13

作者 刘钧 张玺斌 高明 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期456-464,共9页

为了同时探测中波红外和长波红外两个波段信息,实现两个不同视场快速切换,采用空间多镜头图像拼接全景成像法,设计了四通道制冷型中/长红外双波段双视场全景成像光学系统。该全景系统由周视方向3个互成120°的红外物镜和顶视方向一... 为了同时探测中波红外和长波红外两个波段信息,实现两个不同视场快速切换,采用空间多镜头图像拼接全景成像法,设计了四通道制冷型中/长红外双波段双视场全景成像光学系统。该全景系统由周视方向3个互成120°的红外物镜和顶视方向一个红外物镜构成,每一个成像通道光学系统采用二次成像结构。F数为2,工作波段为中波3.5μm^4.8μm、长波7.8μm^9.8μm,双视场两档焦距之比为5,通过轴向移动变倍组可以完成122°/44.49°双视场转换。利用折/衍混合器件及非球面设计技术,采用光学被动式消热差法对光学系统进行了温度补偿。设计结果表明,该双视场光学系统具有100%冷光阑效率和良好的冷反射抑制能力。在-40℃^+60℃范围内,在奈奎斯特频率18lp/mm位置处,中波红外系统MTF值均大于0.5,长波红外系统MTF值均大于0.3。 展开更多

关键词 全景成像 制冷型光学系统 红外双波段 双视场 被动式消热差 冷反射

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凝视型红外成像系统中冷像的仿真分析 被引量：7

14

作者 刘志祥 马冬梅 +1 位作者 胡明鹏 马磊 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期702-705,共4页

在凝视型红外成像系统中,虽然焦平面阵列的非均匀性校正可以消除冷像的影响,但是校正后工作条件发生改变时,冷像变化的影响会显现出来,因此,在设计凝视型红外成像系统时冷像的分析显得很重要。通过分析红外光学系统中冷像形成的原因,根... 在凝视型红外成像系统中,虽然焦平面阵列的非均匀性校正可以消除冷像的影响,但是校正后工作条件发生改变时,冷像变化的影响会显现出来,因此,在设计凝视型红外成像系统时冷像的分析显得很重要。通过分析红外光学系统中冷像形成的原因,根据辐射学原理分析各表面的冷像贡献,并建立了冷像等效温差(NITD)的数学模型。以该数学模型和动态数据交换接口(DDE)技术为基础,运用光学软件ZEMAX及仿真软件MATLAB进行联合仿真,实现了凝视型红外成像光学系统的冷像等效温差的计算和分析,并给出了焦平面阵列上冷像的效果图。实现了在凝视型红外成像系统光学设计过程中对冷像的评估。 展开更多

关键词 凝视型红外成像系统 冷像等效温差 ZEMAX MATLAB仿真

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应用光力学效应的非制冷红外成像系统 被引量：2

15

作者 王玮冰 陈大鹏 +4 位作者 叶甜春 伍小平 张青川 潘亮 段志辉 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期83-86,共4页

应用光力学效应的非制冷红外焦平面阵列(FocalPlaneArray-FPA),配有可见光读出部分的红外成像系统,可以在8至14μm光谱区得到热物体成像。其核心部件是双材料悬臂梁结构的焦平面阵列。不同于利用其他效应的非制冷红外成像系统,此种成像... 应用光力学效应的非制冷红外焦平面阵列(FocalPlaneArray-FPA),配有可见光读出部分的红外成像系统,可以在8至14μm光谱区得到热物体成像。其核心部件是双材料悬臂梁结构的焦平面阵列。不同于利用其他效应的非制冷红外成像系统,此种成像系统可以方便的在室温下正常工作,而且省去了相当复杂的信号转换电路,降低了制备复杂程度和成本。采用MEMS表面硅工艺制备FPA,深入研究了双材料悬臂梁结构成像系统的基本原理、光学读出系统、工艺制备难点,并得到了高温物体红外源的成像响应结果。 展开更多

关键词 光力学 MEMS 焦平面阵列 双材料悬臂梁 非制冷红外成像系统 工作原理

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凝视型红外光电成像系统主要参数的实验室测评分析 被引量：13

16

作者 马冬梅 胡明鹏 孙军月 《红外技术》 CSCD 北大核心 2007年第8期483-487,共5页

综合阐述了凝视型红外光电成像系统实验室主要参数测评,并对最小可分辨温差MRTD、系统调制传递函数MTF和噪声等效温差NETD等参数的测试方法进行了陈述,给出了具体测试实验过程和实验结果,对影响测试结果的因素进行了分析。

关键词 凝视型红外光电成像系统 性能参数测试 MRTD MTF NETD

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偏振通道的选择对红外偏振成像质量的影响

17

作者 张嘉旻 毛玮韵 +5 位作者 肖嵘 司文荣 卞云逸 郝佳 周俊焯 虞益挺 《光学精密工程》 北大核心 2025年第2期184-193,共10页

为了提升电力设备缺陷检测的准确性与效率,搭建了一个分时型红外偏振成像系统,组合了长波红外探测器及偏振片。针对输电线路,通过控制偏振片旋转实现多通道图像采集。然后,分别利用均方根误差(RMSE)、峰值信噪比(PSNR)和平均结构相似度(... 为了提升电力设备缺陷检测的准确性与效率,搭建了一个分时型红外偏振成像系统,组合了长波红外探测器及偏振片。针对输电线路,通过控制偏振片旋转实现多通道图像采集。然后,分别利用均方根误差(RMSE)、峰值信噪比(PSNR)和平均结构相似度(MSSIM)三个参数对不同偏振通道数以及不同偏振角度间隔的偏振特征参量图像进行评价。实验结果表明:随着通道数从3通道增加到18通道,偏振特征参量图像质量逐步提升,尤其在4通道到9通道的范围内,图像质量的提升最为显著。然而,进一步增加通道数对图像质量并未造成明显的影响,导致了冗余计算;对于3通道偏振特征参量图像,小角度间隔能够捕捉到细小目标的细节信息,而大角度间隔能够有效分离目标与背景,并减少噪声干扰,均有适合的应用场景。该实验结果对红外偏振成像的偏振通道数选择策略具有指导意义。 展开更多

关键词 电力巡检 长波红外 分时型偏振成像系统 偏振通道 斯托克斯矢量

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基于Vega的某凝视型红外热成像系统仿真研究

18

作者 严文科 何永强 董伟 《科学技术与工程》 2009年第24期7382-7385,共4页

基于Vega软件的红外仿真模块,结合凝视型热成像系统的具体成像原理,介绍了红外仿真的基本思路,分析了Sen-sorWorks模块的理论基础,把模块模型分解为调制传递函数模型和噪声模型;给出了具体的仿真结果。

关键词 凝视型红外热成像系统 SensorWorks模块 调制传递函数模型 噪声模型

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制冷型被动式消热差红外光学系统设计 被引量：5

19

作者 李康 周峰 +2 位作者 王保华 宫辉 郑国宪 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期853-860,共8页

在大温差条件下,由于温度剧烈变化导致红外光学系统成像质量变差。用于机载林火监测的大视场中波红外相机工作环境变化剧烈,对杂散辐射要求较高。为保证光学系统在要求的大视场和大温差条件下具有稳定的性能和良好的成像质量,通过基于... 在大温差条件下,由于温度剧烈变化导致红外光学系统成像质量变差。用于机载林火监测的大视场中波红外相机工作环境变化剧烈,对杂散辐射要求较高。为保证光学系统在要求的大视场和大温差条件下具有稳定的性能和良好的成像质量,通过基于消热差的设计方法和基于噪声等效温差的杂散辐射综合评价方法,设计了一套制冷型中波红外光学系统。该光学系统由6片透镜和1片滤光片组成,工作波段为3.7~4.8μm,F数为2.5,焦距为62.5 mm,视场为14.36°×10.87°,探测器采用640×512阵列中波制冷型探测器,通过采用硅、锗材料组合,合理分配光焦度,实现了消色差和消热差设计,通过冷反射优化和冷光阑匹配设计,较好地抑制了系统的杂散辐射噪声,通过引入少量非球面优化,在满足指标要求的情况下,对高阶像差进行了校正。结果表明,光学系统在−55~+70℃温度范围内,成像质量稳定良好。 展开更多

关键词 中波红外 制冷型探测器 消热差 冷反射

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分孔径中波红外多光谱成像光学系统的设计 被引量：3

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作者 苏永鹏 谢洪波 +1 位作者 王瑶 杨磊 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期767-772,共6页

为了同时获得目标的红外图像信息和光谱信息,设计了一种分孔径中波红外分波段成像光学系统。该系统可将位于成像器前方不同波段的目标红外场景通过分孔径方式成像到红外制冷型探测器的4个区域上。该系统通过内部分孔径的办法,在不同通... 为了同时获得目标的红外图像信息和光谱信息,设计了一种分孔径中波红外分波段成像光学系统。该系统可将位于成像器前方不同波段的目标红外场景通过分孔径方式成像到红外制冷型探测器的4个区域上。该系统通过内部分孔径的办法,在不同通道内放置滤光片的方式,实现在一个探测器上对3.5μm～4.1μm、4.4μm～5μm、3.5μm～5μm、4.4μm不同波段的目标同时成像。该系统F数为1.93,单通道的焦距为60mm,MTF接近衍射极限,同时实现了在-40℃～+60℃的无热化需求,可以满足应用和指标需求。 展开更多

关键词 红外光学设计 多光谱成像 分孔径成像 制冷型红外探测器

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