二元光学元件在红外系统中的应用

二元光学元件在红外系统中的应用李爱民（南京理工大学电光学院南京２１００９４）本文介绍二元光学元件（ＢＯＥ）在红外探测系统中的各种应用。结果表明，ＢＯＥ对改善系统性能、降低成本和减轻质量有重要意义。二元光学元件在红外系统中的应用@李爱民$南京理工大学电光...     

双视场折/衍混合中波红外变焦系统

传统的红外变焦系统结构通常比较复杂,因此限制了红外变焦系统的应用范围。通过将二元光学元件引入红外变焦系统中达到了简化系统结构的目的,并给出了具体的设计实例及衍射元件进行公差分析。系统采用透镜4片构成,有效焦距为92 mm,F数为1时与有效焦距276 mm,F数为2时,在17 lp/mm的传递函数值均接近衍射极限。设计结果表明,在传统折射系统中引入二元光学元件,可简化系统、改善相质。     

深蚀刻二元光学元件制作误差模拟

用计算机研究并给出了深蚀刻二元光学元件制作误差对衍射效率影响的规律；将深刻蚀二元光学元件与一般二元光学元件制作误差规律的不同之处进行了分析说明；提出了深刻蚀二元光学元件制作误差规律的经验公式     

几种有应用前景的二元光学元件的研究

利用二元光学技术制成二元光学元件,它可以制作 有特殊功能高衍效率的光学元件,本文介绍了这种技术的基本原理,制作工艺和流程以及近年来研究的几种有应用前景的二元光学元件。     

光学元件污染对红外光学系统信噪比的影响分析

红外光学系统直接暴露在外界热环境中,光学元件表面微粒污染的存在将降低红外光学系统的探测性能,严重时还可能会缩短其工作寿命。合理判断光学元件的污染容限并采取适当的镜面清洗及维护措施有利于红外光学系统的良好运行。介绍了红外光学系统中信噪比的计算方法,利用ASAP软件建立了典型红外光学系统的三维仿真模型,研究了信噪比随系统反射镜表面污染程度的变化规律,据此讨论了该红外光学系统中光学元件的污染容限,并分析了元件光学特性对光学元件信噪比的影响。研究结果表明,随着红外光学系统中光学元件表面污染程度的加重,系统信噪比将明显减低;当元件光学特性变差时,为保证低信噪比微弱信号的有效探测,必须严格控制光学元件表面污染微粒的覆盖率,使其表面洁净程度保持在更高的水平。     

二元光学元件制作过程中的线宽误差

基于标量衍射理论,首先５得出线宽增加情况下４阶二元光学元件衍射效率的解析式;并以４阶、８阶二元光学元件为例,进行计算机模拟并系统分析红宽增加和线宽减小两种情况下,线宽误差对二元光学元件衍射效率的影响。指出线宽误差对二元光学元件衍射效率影响较大。模拟计算结果对二元光学元件的制作提供重要的理论指导。     

二元光学元件和半导体激光器集成系统的设计研究

本文设计了一个用于改善大功率半导体激光器发散角特性的二元学元件,并提出将该元件与半导体激光器集成一起,构成一个整体化的新型微小光学系统,然后通过调节外加的几何光学透镜,在长达１００米的红外远距离大工率半导体激光器照明系统中将得到利用。     

红外材料Ge的刻蚀研究

采用反应离子刻蚀技术，制作二元光学元件锗透镜阵列，对红外材料锗Ge的SF6加O2刻蚀机理和刻蚀特性进行了分析．并给出了研究结果。     

彩虹全息拍摄的一种方法

提出可以采用二元光学元件,通过光学变换来代替狭缝,从而实现彩虹全息的拍摄;并进一步提出所用二元光学元件,在实验室条件下可利用空间光学调制器来实现。     

二元光学及其展望

本文论述了二元光学的进展;理论,元件的设计与制备;二元光学元件的种类与应用。提出了我国近期发展二元光学的展望与建议。     

红外摄像器件最近动向

介绍红外摄像器件现在达到的水平和发展动向。具体介绍三种热型器件和四种量子型器件的现状和发展。     

Low-Power and Compact CMOS APS Circuits for Hybrid Cryogenic Infrared Fast Imaging

This brief presents a complete set of CMOS basic building blocks for low-cost scanning infrared (IR) cryogenic imagers. Low-power and compact novel circuits are proposed for single-capacitor integration and correlated double sampling, embedded pixel test, pixel charge-multiplexing and video composition and buffering. In order to validate the new basic building blocks, experimental results are reported in standard 0.35-mum CMOS technology for a 50 mum x 100 mum active pixel cell operating at 77 K. Based on the proposed circuits, IR imagers capable of capturing up to 256 x 2560 pixels at 25 fps can be implemented.     

法国SAT公司舰用红外设备考察

本文主要阐述SAT公司下述舰用红外设备:(1)“皮拉纳”系列红外跟踪器;(2)舰用红外监视系统:“旺皮尔”系统和“斯皮拉勒”系统;(3)用于潜艇潜望镜的红外热像仪。     

实现灵活光束转换的二元光学器件及其应用

介绍了一种可将线阵半导体激光器的光束转换为光斑截面为矩形的准平行消像散光束的二元光学器件，并讨论说明其设计原理、加工制作方法、测试实验结果及应用。     

Simple Patterning via Adhesion between a Buffered‐Oxide Etchant‐Treated PDMS Stamp and a SiO2 Substrate

A very simple polydimethylsiloxane (PDMS) pattern‐transfer method is devised, called buffered‐oxide etchant (BOE) printing. The mechanism of pattern transfer is investigated, by considering the strong adhesion between the BOE‐treated PDMS and the SiO₂ substrate. PDMS patterns from a few micrometers to sub‐micrometer size are transferred to the SiO₂ substrate by just pressing a stamp that has been immersed in BOE solution for a few minutes. The patterned PDMS layers work as perfect physical and chemical passivation layers in the fabrication of metal electrodes and V₂O₅ nanowire channels, respectively. Interestingly, a second stamping of the BOE‐treated PDMS on the SiO₂ substrate pre‐patterned with metal as well as PDMS results in a selective transfer of the PDMS patterns only to the bare SiO₂. In this way, the fabrication of a device structure consisting of two Au electrodes and V₂O₅ nanowire network channels is possible; non‐ohmic semiconducting I–V characteristics, which can be modeled by serially connected percolation, are observed.     

全息拍摄中二元光学元件的应用

物光和参考光的均匀性,对彩虹全息的拍摄,特别是模压全息防伪标记母版的拍摄都具有重要意义。为了获得均匀的物光和参考光,应用二元光学元件,通过光学变换来实现。采用二步综合法拍摄的实验表明,参考光和物光的均匀性都得到改善,各个标记的衍射效率也较为接近。     

二元球透镜可见/紫外双波段光学系统

提出了利用带二元光学元件的球透镜实现可见/紫外双波段光学系统的新方法.在蓝宝石球透镜中部引入二元光学元件,有效校正了色差及球差;同时利用谐衍射设计,使可见/紫外双波段共用同一二元光学元件.利用光纤面板对像面的补偿,既校正了场曲,又满足半视场0～15°为可见波段,15～35°为紫外波段的实际应用需求.完成了在蓝宝石平面基底上最小线宽为10μm的八台阶二元元件的制作.所研制的系统经测试,在F数为1的条件下,弥散斑小于60μm,与传统的球透镜相比,光斑缩小了1/3.     

一种新型的卫星光通信高速跟瞄探测装置

卫星光通信(IOC)的跟瞄(PAT)子系统中，高的角度偏差检测频率对于保证链路稳定和通信质量具有重要价值。针对高速PAT角度偏差检测的需要，设计了一种基于二元光学器件(BOE)的新型角度探测装置，并给出用于此装置的改进光斑形心算法。入射到光通信终端的光束经BOE的整形和聚焦后，通过线阵CCD即可实现二维角度偏差探测。仿真结果表明，角度探测频率可达数10kHz，最大测角相对偏差2．84％，BOE效率83．9％。与传统的面阵CCD二维测角装置相比，新装置算法复杂度由O(N^2)降低到O(N)，同时系统的硬件部分复杂度也得到了极大简化。     

军用焦平面热像仪的优化发展模式

在对焦平面探测器的品种规格进行大量统计的基础上,分析了焦平面探测器和热像仪品种产生的因素及带来的问题.介绍了国外热像仪优化发展的方案,供参考借鉴.从焦平面热像仪的技术关系、产品集成关和军事应用关系等方面,研究提出了焦平面热像仪优化发展的技术思路、途径,以指导军用焦平面热像仪的优化发展.