红外焦平面成像系统动态范围自适应技术研究 被引量：19

1

作者 陶坤宇 李福巍 +1 位作者 周彦平 刘军丽 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期265-269,共5页

针对目前一些红外焦平面阵列(IRFPA)成像系统动态范围较小的问题,分析比较了国内外在系统动态范围扩展方面的研究及其优缺点,介绍了通过自适应调节系统积分时间的工作方式来调整动态范围的方法。包括3个方面的内容:采用对获得图像进行... 针对目前一些红外焦平面阵列(IRFPA)成像系统动态范围较小的问题,分析比较了国内外在系统动态范围扩展方面的研究及其优缺点,介绍了通过自适应调节系统积分时间的工作方式来调整动态范围的方法。包括3个方面的内容:采用对获得图像进行特征判断的方法获取调整依据;结合LMS自适应滤波技术给出了调整算法;由于积分时间的变化会对系统非均匀性产生影响,结合两点校正法提出了一种简单可行的非均匀性问题的解决方案。最后,对整体方案进行了实验验证,通过实验证明了自适应动态范围调整方法的可行性,并获得了较好的效果,成像质量有明显提高。 展开更多

关键词 红外焦平面器件 动态范围 自适应滤波 积分时间

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积分时间对红外焦平面成像系统的影响 被引量：15

2

作者 李福巍 张运强 《应用光学》 CAS CSCD 2008年第5期727-730,共4页

结合电容反馈互导放大结构读出电路,理论上分析了积分时间与红外成像系统输出信号之间的关系,在电路参数固定的情况下得出:输出电压的变化和积分时间的变化成正比。以电子数法分析了积分时间与噪声及比探测率之间的关系,推导出积分时间... 结合电容反馈互导放大结构读出电路,理论上分析了积分时间与红外成像系统输出信号之间的关系,在电路参数固定的情况下得出:输出电压的变化和积分时间的变化成正比。以电子数法分析了积分时间与噪声及比探测率之间的关系,推导出积分时间、噪声和比探测率之间的非线性关系。分析了积分时间变化对非均匀性的影响,并通过试验对其变化趋势和影响效果进行了验证。说明了积分时间选取对红外焦平面成像系统设计的重要性。 展开更多

关键词 红外焦平面成像系统 积分时间 响应率的非均匀性

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偏振干涉法测量晶体应力双折射精度分析 被引量：15

3

作者 肖昊苏 张运强 +2 位作者 范志刚 李福巍 潘国庆 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期271-276,共6页

为实现晶体材料应力双折射精确测量,提出了一种以偏振干涉法为基础的测量方法,采用楔形样品避免了样品厚度可能引起的测量错误。利用椭圆偏振光理论和琼斯矩阵,推导了检偏器旋转定位精度、四分之一波片相位偏差和待测样品方位角误差对... 为实现晶体材料应力双折射精确测量,提出了一种以偏振干涉法为基础的测量方法,采用楔形样品避免了样品厚度可能引起的测量错误。利用椭圆偏振光理论和琼斯矩阵,推导了检偏器旋转定位精度、四分之一波片相位偏差和待测样品方位角误差对测量结果——最小可探测光程差所引入误差的解析表达式。误差分析结果表明:检偏器旋转定位精度引入的光程差测量误差最大,检偏器旋转定位精度为10′时,引入的光程差测量误差为3.1nm;待测样品方位角误差引入的光程差测量误差居中,待测样品的方位角误差为1°时,引入的光程差测量误差为0.7nm;四分之一波片相位偏差引入的光程差测量误差最小,四分之一波片的相位偏差为1.5°时,引入的光程差测量误差仅为0.1nm。 展开更多

关键词 测量 应力双折射 偏振干涉法 精度分析

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气动热环境下高速飞行器光学头罩光传输分析 被引量：5

4

作者 范志刚 肖昊苏 +2 位作者 李辉 潘国庆 李福巍 《航空兵器》 2010年第5期59-61,64,共4页

气动热环境下,光学头罩由于受到气动热和热应力的作用,产生形变且其光学性质发生改变,进而影响到光学头罩内红外辐射光线的传输,使得头罩光学系统成像质量下降,最终将影响高速飞行器的制导精度。以红外成像在高速飞行器上的应用需求为背... 气动热环境下,光学头罩由于受到气动热和热应力的作用,产生形变且其光学性质发生改变,进而影响到光学头罩内红外辐射光线的传输,使得头罩光学系统成像质量下降,最终将影响高速飞行器的制导精度。以红外成像在高速飞行器上的应用需求为背景,对头罩内光传输进行了数值仿真,得到了头罩光学系统在气动热环境中各项光学评价函数。 展开更多

关键词 气动光学 光学头罩 光线追迹 气动热

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激光半主动比例导引头光学系统分析与设计 被引量：5

5

作者 李福巍 张运强 潘国庆 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期938-942,共5页

通过对激光半主动比例导引头工作原理和导引头光学系统的特点进行分析,并结合总体设计要求,提出设计一套波段为1.064μm,焦距38mm,瞬时视场±3°,线性区±1°的激光半主动比例导引头光学系统。用Zernike多项式模拟一个... 通过对激光半主动比例导引头工作原理和导引头光学系统的特点进行分析,并结合总体设计要求,提出设计一套波段为1.064μm,焦距38mm,瞬时视场±3°,线性区±1°的激光半主动比例导引头光学系统。用Zernike多项式模拟一个带有较大垂轴球差的波前,叠加在入射波面上,然后对系统进行优化,通过调整加入垂轴球差的大小来控制成像光斑的大小及光斑的均匀性,确定光斑直径为1.5mm。 展开更多

关键词 激光半主动比例导引头 光学系统设计

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星用光纤辐射性能实验研究 被引量：5

6

作者 常国龙 周彦平 +2 位作者 李福巍 周健强 冯立坤 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1036-1039,共4页

为了考察商用光纤用于空间星内光总线的可行性,采用辐射剂量率为15.11Gy/min的Co60辐射源对Corning SMF-28和Alcatel 6900进行了在线和离线实验.实验结果表明,在在线观测中,随着辐射剂量的增大,Alcatel光纤比Corning光纤损耗增加快.在... 为了考察商用光纤用于空间星内光总线的可行性,采用辐射剂量率为15.11Gy/min的Co60辐射源对Corning SMF-28和Alcatel 6900进行了在线和离线实验.实验结果表明,在在线观测中,随着辐射剂量的增大,Alcatel光纤比Corning光纤损耗增加快.在辐射剂量达到800Gy时,Corning的感生损耗的增加呈现饱和趋势,而Alcatel光纤仍几乎呈线性增加.离线后,随着时间的推移Corning光纤的感生损耗在逐渐减小,且趋于稳定.Alcatel光纤呈现出相反的趋势,但是也趋于稳定.从结果可以看出,商用光纤用于空间星内光总线对系统功率预算影响不大. 展开更多

关键词 辐射 光纤 加固

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金属网栅电磁屏蔽薄膜在红外空空导弹上的应用研究 被引量：5

7

作者 张运强 潘国庆 李福巍 《红外技术》 CSCD 北大核心 2010年第7期395-398,共4页

研究了金属网栅用于红外空空导弹电磁屏蔽的相关理论,分析了金属网栅结构参数对电磁屏蔽效果的影响。结合应用需求,采用激光直写法在一个蓝宝石整流罩内表面上制作了线宽为8μm,周期为450μm的金属网栅,并测试了金属网栅薄膜对电磁波的... 研究了金属网栅用于红外空空导弹电磁屏蔽的相关理论,分析了金属网栅结构参数对电磁屏蔽效果的影响。结合应用需求,采用激光直写法在一个蓝宝石整流罩内表面上制作了线宽为8μm,周期为450μm的金属网栅,并测试了金属网栅薄膜对电磁波的屏蔽效果。试验表明金属网栅对电磁波有很强的屏蔽作用,而且对红外信号的衰减极小。 展开更多

关键词 金属网栅 电磁屏蔽 空空导弹 红外透明

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基于光学塑料的激光制导武器光学系统研究

8

作者 李福巍 王鹏辉 +1 位作者 张运强 潘国庆 《红外技术》 CSCD 北大核心 2023年第4期352-356,共5页

随着光学塑料成型技术的不断发展,光学塑料透镜在各类光学系统中得到了广泛的应用。光学塑料具有便于大批量生产,设计灵活性高,重量轻和耐冲击等特点。本文进一步研究了光学塑料的特性,并结合激光制导武器光学系统的特点,分析光学塑料... 随着光学塑料成型技术的不断发展,光学塑料透镜在各类光学系统中得到了广泛的应用。光学塑料具有便于大批量生产,设计灵活性高,重量轻和耐冲击等特点。本文进一步研究了光学塑料的特性,并结合激光制导武器光学系统的特点,分析光学塑料应用的可行性。在以上分析的基础上针对特定的光学系统参数,完成基于非球面光学塑料的光学系统设计,并对系统的光斑成像质量进行了分析,满足系统的使用要求。最后,针对光学塑料对温度变化比较敏感的问题,利用LightTools软件完成对激光制导武器探测系统的建模,分析不同温度环境下系统输出的和差比幅值偏差和角度的偏差,进一步验证光学塑料为系统带来的影响,确定其在光学系统中的适用性。 展开更多

关键词 光学塑料 非球面透镜 激光制导武器 光学系统

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红外/激光双模共口径光学系统设计 被引量：4

9

作者 李福巍 张运强 潘国庆 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期496-499,共4页

针对未来导弹的发展趋势,提出一种红外/激光双模共口径光学系统设计方案,可用于获取目标的双模信息。分析了光学系统的基本参数,研究了双模共口径系统的设计思想,并进行了光学系统设计。所设计系统实现了长波红外和激光双波段的共口径... 针对未来导弹的发展趋势,提出一种红外/激光双模共口径光学系统设计方案,可用于获取目标的双模信息。分析了光学系统的基本参数,研究了双模共口径系统的设计思想,并进行了光学系统设计。所设计系统实现了长波红外和激光双波段的共口径成像。红外部分相对孔径1.27,光学系统传递函数接近于衍射限;激光部分相对孔径0.63,接近于理论极限,成像光斑能量分布均匀,线性区范围内光斑变化较小。 展开更多

关键词 光学设计 红外/激光 共口径系统

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波前编码技术在红外空空导弹上的应用研究 被引量：3

10

作者 李福巍 张运强 +1 位作者 潘国庆 陈守谦 《红外技术》 CSCD 北大核心 2015年第6期488-491,共4页

波前编码技术可以扩大光学系统的焦深,提高光学系统的无热化性能;也可以简化系统,减少光学零件数量。而空空导弹由于其体积较小,工作温度变化较大,其光学系统也面临着无热化设计和结构紧凑化设计等问题,因此研究波前编码技术在红外空空... 波前编码技术可以扩大光学系统的焦深,提高光学系统的无热化性能;也可以简化系统,减少光学零件数量。而空空导弹由于其体积较小,工作温度变化较大,其光学系统也面临着无热化设计和结构紧凑化设计等问题,因此研究波前编码技术在红外空空导弹上应用的可行性具有实际的意义。结合波前编码理论设计了一个适合于红外空空导弹,有效焦距f′为100 mm,F数为2,视场为±1.5°,工作波段为3~5μm的制冷型红外光学系统,通过Code V分析了光学系统在-45~60℃温度范围内的性能变化。 展开更多

关键词 波前编码 红外空空导弹 光学系统

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基于双光楔的双模光学系统设计分析 被引量：3

11

作者 李福巍 张运强 潘国庆 《航空兵器》 北大核心 2018年第1期43-46,共4页

在导引系统中,将双光楔结构与双模复合光学系统相结合,使复合光学系统保持不动,通过双光楔的运动来实现系统的扫描和跟踪。这种设计不仅简化了位标器的设计,也给复合光学系统的设计提供了足够空间余量,有利于导引系统的总体设计。本文... 在导引系统中,将双光楔结构与双模复合光学系统相结合,使复合光学系统保持不动,通过双光楔的运动来实现系统的扫描和跟踪。这种设计不仅简化了位标器的设计,也给复合光学系统的设计提供了足够空间余量,有利于导引系统的总体设计。本文提出一种基于双光楔的红外/激光双模光学系统设计方案,可用于获取目标的双模信息,分析了光学系统的基本参数,研究了采用双光楔结构对扫描视场的实现方法,并对整体光学系统进行了设计。所设计系统实现了红外和激光双波段的良好成像,满足导引系统的使用需求。 展开更多

关键词 光学设计 双模光学系统 双光楔

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红外光学系统无热化效果评估系统设计 被引量：2

12

作者 张运强 潘国庆 李福巍 《航空科学技术》 2011年第3期55-57,共3页

红外光学系统无热化效果评估,需采用光学检测的方法对被测系统在不同温度情况下的焦点位置偏移和像点质量变化进行测试。本文介绍了一种中波红外光学系统无热化评估系统的工作原理及结构形式,并给出了高低温箱温度效应、红外窗口凝霜、... 红外光学系统无热化效果评估,需采用光学检测的方法对被测系统在不同温度情况下的焦点位置偏移和像点质量变化进行测试。本文介绍了一种中波红外光学系统无热化评估系统的工作原理及结构形式,并给出了高低温箱温度效应、红外窗口凝霜、红外显微物镜设计等技术难点的解决方案。最终的评估效果表明,系统设计满足使用要求。 展开更多

关键词 无热化评估 红外光学系统 像质分析 中波红外

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中波红外导弹用高强纳米红外陶瓷整流罩特性研究 被引量：1

13

作者 李福巍 赵虹霞 +3 位作者 潘国庆 张运强 齐申 姜雄伟 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期102-107,共6页

红外整流罩位于导弹的最前端,是红外导弹的主要部件之一。根据其工作环境的要求,红外整流罩应具有良好的光、机、热等性能。目前,中波红外导弹的红外整流罩主要采用氟化镁、蓝宝石、尖晶石、ALON和纳米复相陶瓷等材料制造。本文提出了... 红外整流罩位于导弹的最前端,是红外导弹的主要部件之一。根据其工作环境的要求,红外整流罩应具有良好的光、机、热等性能。目前,中波红外导弹的红外整流罩主要采用氟化镁、蓝宝石、尖晶石、ALON和纳米复相陶瓷等材料制造。本文提出了一种高强稀土氧化物稳定的ZrO2纳米红外透明陶瓷整流罩,通过对陶瓷材料的特性进行研究,证明了该种材料可以用于中波红外导弹。同时,采用该种材料完成了红外整流罩样件的研制,并对样件进行了导弹服役环境下的适应性试验和模拟动态抛罩试验,验证了该材料的性能。 展开更多

关键词 材料 纳米红外陶瓷 红外导弹 红外整流罩 稀土氧化物

原文传递

红外无热化设计效果检测仪自动调焦算法研究 被引量：1

14

作者 梁炎锋 陈守谦 李福巍 《航空兵器》 2012年第5期34-38,共5页

红外无热化设计效果检测仪是为测量红外光学系统的无热化设计效果而研制的仪器,该仪器可以直接测量红外光学系统焦距随温度的变化量。自动调焦是该仪器测量被测红外光学系统无热化性能的重要步骤。文中综合考虑聚焦位置处图像清晰度和... 红外无热化设计效果检测仪是为测量红外光学系统的无热化设计效果而研制的仪器,该仪器可以直接测量红外光学系统焦距随温度的变化量。自动调焦是该仪器测量被测红外光学系统无热化性能的重要步骤。文中综合考虑聚焦位置处图像清晰度和目标光斑的特征,提出了一种改进的自动调焦算法。以红外无热化设计效果检测仪为平台,进行了该算法实验研究,实验表明,与传统调焦算法相比,该算法调焦精度更高,具有更好的灵敏度。 展开更多

关键词 自动调焦 调焦算法 无热化设计效果评估:红外检测

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红外焦平面探测器光谱响应率测量方法分析

15

作者 李福巍 张运强 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第S2期527-530,共4页

光谱响应率是红外焦平面探测器的重要参数,它决定了系统的整体性能和应用方向。在红外成像系统的研制过程中,必须准确地了解探测器的该项指标。分析了目前已有的红外焦平面探测器光谱响应率的测量方法,并对这些方法进行比较,找出其优缺点。

关键词 红外焦平面 光谱响应率 测量方法

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基于LitghtTools的激光四象限探测系统仿真

16

作者 李福巍 张运强 +1 位作者 王鹏辉 潘国庆 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期176-181,共6页

激光四象限探测系统是激光制导武器的重要组成部分,在设计阶段对其性能的准确评估有利于设计方案的迭代和优化。采用LitghtTools软件对四象限探测系统进行了仿真建模。通过建立目标模型、光学系统模型和四象限探测器模型,可以有效地对... 激光四象限探测系统是激光制导武器的重要组成部分,在设计阶段对其性能的准确评估有利于设计方案的迭代和优化。采用LitghtTools软件对四象限探测系统进行了仿真建模。通过建立目标模型、光学系统模型和四象限探测器模型,可以有效地对系统进行仿真,并结合四象限探测系统原理,得到角度偏差的和差比幅值;建立的模型可以对系统的杂散光进行仿真,评估杂散光对系统的影响;另外,还可以模拟激光散斑效应,分析散斑特性对探测系统输出和差比幅值的影响,通过LitghtTools软件建模和仿真为设计优化提供了准确的依据。最后,通过实验对仿真模型进行验证,在±15°范围内仿真得到的和差比幅值和实验结果基本一致。 展开更多

关键词 四象限探测系统 LitghtTools 杂散光 激光散斑

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HgCdTe-IRFPA成像器件光谱响应率标定方法比较与误差分析

17

作者 陶坤宇 李福巍 +1 位作者 傅森 周彦平 《应用光学》 CAS CSCD 2007年第5期587-592,共6页

红外焦平面成像器件的光谱响应率是天基红外遥感的基本物理指标。为了准确应用该项参数去除器件在制造工艺中的不均匀性对产品质量的影响,必须在系统使用之前对其重新标定,获取真实值。总结了目前较为普遍的IRPFA产品光谱响应率标定方法... 红外焦平面成像器件的光谱响应率是天基红外遥感的基本物理指标。为了准确应用该项参数去除器件在制造工艺中的不均匀性对产品质量的影响,必须在系统使用之前对其重新标定,获取真实值。总结了目前较为普遍的IRPFA产品光谱响应率标定方法,通过比较选择标准代替法对产品进行标定。根据所得到测量数据,分析了其可能存在的误差,总结了在对IRPFA产品进行标定时应注意的问题。同时提出了一种调整积分时间的方法,以弥补有些波段标定黑体辐射功率过低带来误差过大的缺陷。 展开更多

关键词 红外焦平面成像器件 光谱响应率 标定方法 误差来源

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