基于凝视成像探测器的平板调制式微扫描器设计

光学微扫描技术是微扫描亚像元成像系统中的核心技术之一。研究了基于凝视成像探测器的平板调制式微扫描器的原理和设计方法,分析了微扫描平板的误差对亚像元成像的影响,设计了一种基于凝视型面阵CCD探测器的光学平板调制式微扫描器,并实现了与亚像元成像实验系统的联调成像。设计方法不仅适于可见光成像,也适于基于凝视焦平面探测器的亚像元热成像。     

旋转式红外微扫描器研制

针对红外成像系统因衍射光斑大导致图像分辨率低、焦平面探测器填充因子小导致图像传函值小等两大主要缺陷,提出了通过微扫描成像技术提高图像分辨率和传函值的技术方案.简要介绍了微扫描成像的工作原理,重点论述了旋转式红外微扫描器设计方法,并推导了有关设计公式.在微扫描器及其成像演示装置研制基础上,开展了微扫描成像实验,成功得到分...     

光学微扫描器技术及其实现方式

微扫描成像技术是一种用于提高成像系统分辨力的新技术,它利用多幅相互之间具有亚像元位移的序列低分辨力图像来重建高分辨力图像。微扫描器是微扫描成像系统中最重要的组成部分。文章简要地阐述了成像系统由于欠采样所带来的混叠效应,以及微扫描成像技术提高采样频率以减小混叠效应的原理,分析了微扫描工作模式和成像过程,然后介绍了几种典型光学微扫描器的实现方式。     

用于红外凝视成像系统的光学微扫描器

空间分辨力不足限制了凝视型红外焦平面探测器的发展,微扫描技术可以在不降低探测器热灵敏度的前提下提高成像系统的空间分辨力,同时可以扩大成像系统的视场。为此设计了一种基于新型压电驱动器的光学微扫描器。介绍了新型压电驱动器和扫描器的工作原理,测试了扫描器的频响特性。采用软件补偿和串联硬件陷波器相结合的开环控制方法,补偿压电陶瓷迟滞效应和抑制机械谐振,加控制器后的100Hz三角波扫描非线性度从6%减小到了1%,提高了扫描线性度,实现了高频三角波扫描。     

高性能小型扫描器

本文讨论了一种高性能小型扫描器的基本原理及扫描时序变换。对采用该小型扫描器的热成像系统也作了详细的介绍。该小型扫描器可满足多种用途。     

红外热成像系统中高速扫描器的伺服控制设计

为了在扫描型红外热成像系统中摆脱对于进口高速扫描器的依赖,同时达到降低成本、提高集成性的目的,通过采用具有动磁式光电角度检测功能的振镜以及PID+Double-Loop Feedback(双闭环反馈)扫描控制伺服系统的信号电路设计,实现了红外热成像系统中高速扫描器的国产化研制,通过对比实验和实效验证,国产化组件性能与进口组件相当,达到了较高的设计要求。     

一种基于图像处理的红外微扫描器件测量与校准的方法

在以红外焦平面为核心的红外成像系统中,微扫描器件可以有效提高整个系统的空间分辨率。针对微扫描器件的检测,本文提出了一种基于图像处理的测量与校准方法,并搭建了一套检测系统用于对微扫描器件进行检测与校准。以某型微扫描器件为测试对象,实验结果表明本文所提方法在测量精度、重复精度以及不确定度方面均达到了良好的效果,可以为微扫描器件的设计、生产提供基础支撑。     

透射式固态电光扫描器设计

针对红外成像系统常用光机扫描器的不足,提出了没有机械运动部件的全固态电光扫描器设计方法,给出了几种透射式固态电光扫描器结构,主要包括扫描列阵、耦合波导和控制电路三个部分.工作原理是：通过控制电路顺序控制各扫描单元光信号的传输,再通过耦合波导将光信号耦合到探测器上实现扫描成像.扫描列阵将完整图像分割成图像单元,耦合波导将空间位置不同的图像单元耦合到红外焦平面探测器上,控制电路用来控制扫描列阵各图像单元的工作状态.这种扫描器体积小、重量轻、结构紧凑,采用与红外焦平面探测器制作工艺相似的半导体制作工艺,具有与探测器集成的技术基础,控制起来更加方便.     

三维CAD在光机扫描器设计中的应用

介绍了红外光机扫描器的基本原理和概念,以及扫描器设计中的光路追迹问题。利用三维CAD软件对一种斜面转鼓扫描器的设计方案进行了三维建模和运动模拟,得出了该系统的扫描路径图形,同时对扫描过程中的通光口径进行了直观的分析,展现了三维CAD软件在扫描器光学设计中的新应用。     

激光成像系统图像几何失真校正算法

激光主动成像系统具有分辨率高、抗干扰能力强、能成三维像等特点。为了满足成像系统对扫描速度的要求,行扫描器采用了正弦扫描方式,但激光器等时发射经过扫描器后将形成扫描方向上光点的空间分布不均匀,从而造成系统所成图像的几何失真。分析了几何失真的形成机理．并根据此机理提出了两种校正算法。将这两种算法应用于仿真图像和实际的激光图像,取得了满意的效果。比较两种算法表明：采用算法2进行激光成像系统图像几何失真的校正更为合适。     

芯片式光谱仪光束耦合与对准监测系统设计

针对芯片式光谱仪的光束耦合与对准监测难的问题，提出了一种集成光学系统，避免光纤与芯片式光谱仪接收端接触产生磨损；有效解决光纤遮挡导致无法监测耦合效果的问题。光学系统由耦合前部分系统、监测后部分系统和复合共用系统三部分组成，复合共用系统需同时配合耦合前部分系统与监测后部分系统分别完成光束耦合与对准监测的功能。采用多重组合方式对整体系统进行设计，针对6 μm入射光纤与20 μm×20 μm的芯片式光谱仪接收端，在（1 550±50） nm的工作谱段对光纤光束与芯片式光谱仪接收端耦合系统与监测系统进行了设计，并通过LightTools软件对耦合系统进行能量分析，计算耦合效率为0.733。整体系统结构简单且无需手动调节，可同时进行光束耦合与对准监测，为芯片式光谱仪的耦合及监测提供了一种新方法。     

大口径离轴折反式中波红外连续变焦系统设计

基于制冷型320240凝视焦平面阵列探测器,设计了大口径离轴折反式中波红外连续变焦光学焦系统。系统工作波段为3.7～4.8 m,焦距范围250～2 000 mm,F数为4。光学系统分离轴无光焦度系统和透射式连续变焦系统两部分设计,匹配对接后优化。解决了透射式连续变焦系统因材料限制不能做到大口径、共轴折反式连续变焦系统短焦遮拦比大和离轴三反不能做到100%冷光阑效率的缺陷。满足100%冷光阑效率,在空间频率16 lp/mm处系统的MTF值大于0.5,具有像质好,分辨率高等特点,满足设计要求。     

基于Zynq的麦克风阵列同步高速采集系统设计

高速同步采样处理是麦克风阵列系统的基础。针对传统音频采集系统采集速率低、成本高、体积大及便携性差的问题,文中基于Xilinx Zynq-7000系列可扩展平台,设计了一款麦克风阵列同步高速采集系统。该系统采用FPGA+ARM软硬件协同的工作方式,通过AXI总线实现数据互通。由FPGA中模拟音频传输接口协议与系统的操作控制;在ARM上移植Linux操作系统,用千兆网口和高速SD卡两种方式对数据进行传输保存;利用Xilinx-Vivado套件设计制作系统。实验结果表明,该系统最高支持采样率为96 kHz的16路同步采集,整体重量为1.67 kg,续航约5小时,填补了千元级小型音频阵列采集空白。     

A Natural-Gas-Fired Thermoelectric Power Generation System

This paper presents a combustion-driven thermoelectric power generation system that uses PbSnTe-based thermoelectric modules. The modules were integrated into a gas-fired furnace with a special burner design. The thermoelectric integrated system could be applied for self-powered appliances or micro-cogeneration. A mathematical model for the integrated energy system was established that considered irreversibilities in the thermal-to-electric energy conversion process. The electric power output and electrical efficiency of the system were simulated using the established model. A prototype system was developed and its performance was investigated at various operating conditions. Applicability of thermoelectric devices to self-powered heating systems was demonstrated. The thermoelectric integrated combustion system could provide the consumer with heating system reliability and a reduction in electric power consumption. The integrated system could also offer other advantages including simplicity, low noise, clean operation, and low maintenance.     

数字微镜阵列动态红外景象投射器光学系统设计

利用二次成像原理,采用准直物镜组和放大倍率为1/3的投影系统的组合方式,设计了小F数、短焦距、长出瞳距、长工作距离的基于DMD的中波红外景象投射器光学系统.整个光学系统采用锗和硅两种材料,包含11片透镜,其中:准直物镜3片,投影镜头7片,场镜1片.为了实现15-40℃范围内消热差和消色差,将投影系统设计成折衍混合系统.投射器光学系统在工作温度范围内,全视场空间频率161p/mm处的MTF＞0.6,具有较好的成像效果.     

一个超混沌Lorenz系统设计与FPGA电路实现

采用增加并改变系统非线性特性的方法对Lorenz系统进行变形,在此基础上,通过在三阶Lorenz系统中引入一个外加的状态变量构造了一个新的超混沌系统;对系统的一些基本特性,如耗散性、平衡点、稳定性进行了详细分析,系统超混沌的存在性通过Lyapunov指数谱得到了验证。还设计了一个数字电路进行实验,从电路实验中观察到了各种超混沌吸引子。     

微型高灵敏度CCD成像及无线传输系统

介绍了一种微型无线高灵敏度CCD成像系统.该系统由基于Exview HAD CCD的微型成像系统及微型无线视频发射器组成,具有体积小、重量轻、灵敏度高等特点。文中重点介绍了微型高灵敏度成像及无线视频传输的工作原理、基本构成及电路设计。同时,分析了在目前技术条件下实现CCD成像及无线视频传输微型化的主要途径。最后,对微型高灵敏度CCD成像系统与普通CCD进行了对比测试,并对测试结果进行了分析.     

R-C光学系统设计及杂散光分析

将光学系统设计与杂散光分析相结合,介绍了一种焦距2000 mm、F/#=10、2ω=1.66°的空间用R-C光学系统,系统像质优良,结构紧凑.同时,针对R-C系统的特点,考虑轴外渐晕的影响,计算了主、次镜内遮光罩的尺寸,给出外遮光罩的设计方法,对该R-C望远镜系统进行了遮光罩设计,并用光学软件进行杂散光分析,计算得到方...     

R-C光学系统的计算机辅助装调

R-C光学系统是现代光学工程中常用的光学系统,以某一R-C光学系统为例,对其计算机辅助装调技术进行了研究。分析了R-C系统装调理论,确定以主镜为装调基准,调整次镜五个自由度的装调方法,建立起次镜失调量与系统Zernike系数的关系,以此指导装调工作,达到明确装调方向、缩短装调周期的目的。整机光学系统的波像差RMS值优于1/10波长,达到了成像质量的要求。对相机进行实验室和地面外场成像,获得的图像图像清晰,层次丰富,验证了装调工作的正确性。     

航空电子系统FDDI互连的可靠性研究

对于光纤分布式数据接口(FDDI)互连的航空电子系统可靠性问题,从FDDI互连系统的基本拓扑结构出发,提出了基于任务的系统可靠性分析方法,建立了FDDI互连系统的可靠性模型;根据系统可靠度矩阵,给出了FDDI互连系统平均可靠度计算公式。针对系统故障时可靠性问题,依据系统可靠度矩阵和系统平均可靠度计算公式,推导出FDDI互连系统不同单一故障状态时的系统平均可靠度计算公式。最后通过应用分析,对不同状态时系统平均可靠度计算公式进行了验证,验证了模型和算法的有效性和正确性,为航空电子系统的可靠性计算提供依据。