新颖的低成本非致冷红外摄像机

美国Aegis半导体公司最近开发出了一种采用光学读出的新颖非致冷长波红外成像技术。该成像技术利用半导体中的热一光效应探测红外信号。其关键元件焦平面列阵由许多热可调谐薄膜滤光片膜片像元构成。每个热像元充当一个波长转换器，负责将远红外辐射信号转换成能被CCD或CMOS摄像机探测的近红外信号。该公司利用光学滤光片和MEMS技术制作了一个不采用导线或主动制冷的160×120元低成本长波红外焦平面列阵。     

红外地球敏感器用高截止度宽带红外滤光片研制

高截止度宽带红外滤光片是新型红外地球敏感器的关键件之一.介绍了高截止度宽带红外滤光片的设计方法和镀膜的工艺技术,给出了膜系设计和研制的结果,并与国内外同类滤光片的光学特性进行了比较,试验表明这种红外滤光片的膜系设计是成功的.     

红外地球敏感器用高截止度宽带红外滤光片研制

高截止度宽带红外滤光片是新型红外地球敏感器的关键件之一.介绍了高截止度宽带红外滤光片的设计方法和镀膜的工艺技术,给出了膜系设计和研制的结果,并与国内外同类滤光片的光学特性进行了比较,试验表明这种红外滤光片的膜系设计是成功的.     

红外地球敏感器用高截止度宽带红外滤光片研制

高截止度宽带红外滤光片是新型红外地球敏感器的关键件之一。介绍了高截止度宽带红外滤光片的设计方法和镀膜的工艺技术 ,给出了膜系设计和研制的结果 ,并与国内外同类滤光片的光学特性进行了比较 ,试验表明这种红外滤光片的膜系设计是成功的     

三明治式双折射低通滤波器的研制

为了有效抑制高于CCD或者CMOS传感器的图像采样频率而出现的莫尔条纹,研制了一种二维三明治式双折射低通滤波器(OLPF)。其主要由三片双折射晶体平板构成三明治结构,并在前、后表面分别镀上红外截止膜和增透膜。对所研制的二维水晶光学低通滤波器进行了实验测试,空间频率测试表明对莫尔条纹有良好的抑制效果。结果表明,所研制的低通滤波器具有很高的自洁净性,与后端的CCD或者CMOS传感器匹配良好,对空间高频有较强的抑制作用。     

六氟化硫气体探测用10.56μm窄带滤光片的研制

在六氟化硫气体检测中经常会使用红外气体传感器,红外滤光片是红外气体传感器的核心元件。对六氟化硫的红外气体探测中,研制性价比较高的10.56 μm窄带滤光片尤其重要。首先,通过测量空气和六氟化硫气体的红外吸收光谱,明确了基于NDIR技术的红外传感器需要的滤光片的光谱指标。然后,使用单晶硅为基底,锗和硫化锌为高、低折射率材料,设计了窄带膜系和截止膜系两种膜系结构。通过选择合理的工艺参数,镀制了中心波长为10.562 μm、带宽为175 nm、峰值透射率为80.2%、截止范围为2~18 μm（除通带）的红外滤光片。最后,经环境测试和传感器测试,证明该滤光片满足使用要求。     

鱼眼透镜

Sunex公司推出一种型号为DSL215的微型鱼眼透镜，这种透镜的尺寸小于200mm×15mm，却具有185°的视场，并具有一个F／2.0的相对孔径以提高低照度性能。其分辨力与用于安保、监视、自动照相和专门照相术的兆像元级CMOS和CCD传感器相配。在有近红外照明的情况下，这种鱼眼透镜可覆盖一层抗反射膜，若用于彩色成像，则可配置一块红外截止滤光片。     

光学干涉滤光片的石英晶体膜厚自动监控技术

介绍了用石英晶体膜厚控制仪全自动生产光学干涉滤光片的系统结构、镀膜参数和主要结果。讨论了通过改进离子辅助镀膜工艺提高T iO2薄膜折射率稳定性对于应用石英晶体膜厚监控技术的重要性。     

PbGeTe材料在长波红外低温滤光片镀制中的应用

采用目前PbTe与ZnSe材料镀制的长波红外低温滤光片时,存在低温中心波长漂移、透过率降低,膜层附着度差等缺点。介绍了一种掺锗的PbGeTe材料在长波红外低温滤光片镀制中的应用[1]。该材料能弥补PbTe材料在低温下的缺点,但常温时消光系数大。根据PbGeTe材料的特点,设计时仅把PbGeTe材料作为膜系中心间隔层,使该材料性能在滤光片中充分发挥作用。镀制出的10.8μm长波红外低温滤光片,与用单纯用PbTe材料作为膜系中心间隔层相比,在低温下,具有更好的光学性能及更强膜层附着力[2]。     

高级次通带滤光膜设计与制备技术

滤光膜主要是用来选取所需要辐射波段的光学零件,可以应用在可见、微光、近红外、短波红外、中远红外等光电系统中,起到波段分离、干扰抑制、色差补偿等关键作用。因此,在白光成像、微光夜视、激光测距、激光制导、红外探测等具备多项功能的军用光电装备中得到了广泛的应用。从对称膜系结构的矩阵计算公式出发,阐述了高级次截止带的产生与消除条件,通过膜系结构中匹配膜料系数,设计了2种高级次截止带消除的滤光膜系结构,比较2种膜系的工艺容差,选择最优滤光膜系结构进行了真空镀膜工艺制备,指出了制备过程中被抑制的高级次截止带会再次出现是由于匹配系数失配及修正匹配系数对策。同时,利用APS离子源辅助镀膜技术,提升了薄膜的成膜质量,达到了所制备膜系在胶合棱镜45°倾斜测试下450～650 nm, Tave≥90%,1 570 nm±10 nm, Rave≥95%的滤光要求,膜层质量满足JB/T 8226.8—1999检测标准。     

光学低通滤波器的特性分析

光学低通滤波器(optical low pass filter,简称OLPF)利用石英双折射晶体的分光性质来实现低通滤波。对数码相机中的OLPF的频谱特性、色散特性及宽角度入射时的特性进行理论分析、研究和模拟。结果表明:通过改变多块双折射晶体叠加排列的位置,可以改善OLPF的频谱特性;一般的OLPF可以用于宽光谱以及宽角度入射情况。     

光学低通滤波器的结构设计分析

为了设计一个较为理想的光学低通滤波器(OLPF),在分析双折射晶体的光学特性基础上,运用光学传递函数方法对各种结构的OLPF进行分析,给出了各种结构的幅频特性曲线。分析表明,晶片厚度决定滤波器的截止频率,因此采用多片式OLPF的设计可以加强滤波器对高频部分的频谱响应,从而形成较为理想的光学低通滤波器。     

DNA芯片的CCD荧光检测

为了有效地提取DNA芯片的信息,叙述了DNA芯片的CCD荧光检测的原理及自行设计的检测系统。系统由CCD摄像机、荧光成像光学系统、图像采集卡等组成。利用高压汞灯作为光源,窄带滤色片作为激发波段和荧光截止滤波片,从而保证荧光分辨力和测量范围。通过CCD摄像机和图像采集卡进行图像采集,并对获取的图像进行处理。试验结果有效地获得了杂交后基因点位的关键特征的数据。     

基于VC++的光谱成像中药检测系统的控制软件设计

为了实验的方便快捷、提高实验的效率、降低出错概率,设计了光谱成像中药检测系统的操作控制界面。光谱成像中药检测系统的两个主要组成器件为多光谱液晶滤光器和CCD摄像机。现采用VC++开发平台设计了多光谱液晶滤光器、CCD摄像机的控制界面,并实现二者的联动控制。该操作控制界面使用方便、友好,实现了整个系统的自动控制。     

弧焊机器人视觉传感方法的研究

视觉功能是新一代弧焊机器人的重要特点。直接观察电弧近区对于以摄象机为视觉传感装置的系统来说明困难大。因为观察焊缝金属时,强烈的电弧成为很大的干扰源,这一点在常规的视觉系统中没遇到的。由辐射理论出发,提出采用红外成象的方法,可以实现TIG焊接时的直接视觉观察,较好地避免了电弧光的干扰。同时还研究了支持这种方法的专用实时图象处理微计算机系统和相应的应用算法。完成了焊接跟踪视觉传感控制。为今后发展具有视觉功能的弧焊机器人及焊接过程的视觉控制提供一条新途径。     

新型TCG数码相机编码滤色器研究

在分析三色光栅(TCG)编码滤色器用于数码彩色摄影原理的基础上，完成了黑白CCD像面前加贴TCG编码滤色器获得数字彩色图像的实验。通过对三种编码滤色器的结构分析说明TCG编码滤色器具有提高图像分辨率的潜力。采用TCG和Bayer网格两种编码滤色器进行软件仿真获得彩色图像，这两种图像的对比说明TCG编码滤色器具有彩色还原性好的优点，可形成新型数码相机的基础。     

被动式红外光学系统无热设计

围绕环境温度效应这一主题,着重分析了温度变化对光学材料折射率、光学元件的曲率半径和厚度以及光学元件之间的间隔等三方面的影响,并介绍了其解决方法,以无热技术来消除其产生的影响,从而使系统在要求的温度范围内保持良好的成像质量。最后设计了一个适用于3μm～5μm波段的红外光学系统,采用光学被动式无热技术来消除温度效应对系统的影响。     

SAR光学处理器输出图像的实时处理装置

合成孔径雷达获得的图像是一种准全息图像。它通过光学相关器转换成可见光图像信息。本论文研究的内容是把这种光图像信息,在通用的监视器上实时显示的转换装置。它由光学系统、线阵CCD像机和帧存储实时显示系统三个部分组成。光学相关器输出的光图像信号通过光学系统成像在线阵CCD像敏元上,并转换成电信号,通过帧存储实时显示系统按照电视体制输出,在监视器上实时显示。图像的各种显示方式由单片机控制。     

星载多光谱CCD相机研究

研制的星载多光谱 CCD相机采用线阵 CCD推扫方式成像 ,具有蓝、绿、红、近红外、全色五个成像谱段 ,在轨工作时地面像元分辨率为 2 0米 ,覆盖宽度 113公里。相机光学系统采用单镜头焦面分色结构实现多光谱成像 ,每个谱段的探测器阵列由 3片 2 0 4 8元 CCD光学拼接而成 ,以实现地面宽覆盖成像。多片 CCD信号采用串行读出方式 ,使焦面 15片 CCD形成两路视频信号输出给数据传输系统。测试结果显示 ,相机各谱段 MTF典型值为 0 .2 5 ,满足使用要求。