背减薄过程中面阵探测器形变研究

为提高Insb面阵探测器的探测率,需要借助背减薄工序把Insb光敏元芯片从300tzm减薄到10μm,这一过程通常决定了面阵探测器的成品率。为了解面阵探测器在背减薄工序中的形变规律,针对典型器件结构,借助ANSYS软件,基于等效建模思路,建立了适用于Insb面阵探测器的三维结构模型,调整Insb光敏元芯片厚度,模拟探测器形变特征及分布随背减薄工艺实施过程的变化规律。模拟结果表明:当InSb光敏元芯片较厚时,面阵探测器的整体形变以弯曲变形为主,其中心区域上凸明显;随着InSb光敏元芯片逐步减薄,其中心区域的上凸变形逐步弱化,当InSb光敏元芯片厚度减薄到12μm时,探测器上表面屈曲变形占优,且随着Insb光敏元芯片厚度的减小而愈加清晰可见,此时探测器整体弯曲变形很弱。     

红外面阵探测器用于全方位捜索的ー种新方法

本文提出的基于红外面阵焦平面探测器的红外搜索跟踪系统与基于红外线线阵焦平面探测器的相比,其结构简单、成本低且具有自动搜索、跟踪和确认威胁目标的功能。本文重点论证了在全方位红外警戒系统中使用面阵探测器的可行性;在该分析的基础上,给出了该系统的图像退化模型;论证了在全方位搜索系统中,目标检测算法的处理思路,并分析了使用面阵探测器的优势。并且通过实验结果,证明基于面阵探测器的红外搜索系统是具有和线阵系统相当的目标探测距离,可以检测出信噪比在2左右的目标;并且在背景杂波处理上,在一定程度上优于线阵探测器。     

太空太阳能电池阵超高速碰撞毁伤特性的数值研究

太空太阳能电池阵服役期间易遭受空间碎片的撞击,在3~5 km/s的速度范围内进行了太空太阳能电池阵超高速碰撞毁伤特性的数值研究与实验验证.得到了不同时刻的应力云图及碰撞速度与穿孔尺寸的关系曲线.研究表明:碰撞位置产生椭圆形穿孔,碰撞在中心位置时,穿孔尺寸在长轴和短轴方向均随速度的增加而增大,最后趋于定值;玻璃盖片出现放射性裂纹.数值模拟与实验结果基本吻合.     

月壤撞击坑对探测器着陆性能影响研究

探测器软着陆后的姿态是上升器月面稳定起飞的前提基础,研究月壤撞击坑给探测器着陆性能带来的影响对上升器月面稳定起飞具有重要意义。通过有限元法(FEM)模拟GRC-1 型月壤的非线性力学特性,并与文献[13]中三轴试验结果对比,验证了仿真方法的有效性;在综合考虑月壤非线性、反推火箭残余应力、姿态控制力和重力的基础上,建立了探测器着陆过程动力学模型;以四腿悬架式着陆器为研究对象,研究了月壤撞击坑对探测器着陆后姿态的影响。结果表明:探测器着陆后的姿态角随撞击坑深度的增加而增大;若要保证上升器月面稳定起飞,撞击坑深度不能超过600 mm.     

刻槽参数对预控破片形成情况的影响研究

运用AUTODYN软件,对壳体外刻槽的预控破片战斗部在不同槽深和槽宽时的破片形成过程进行数值模拟,对比分析了仿真结果,得出了槽深和槽宽对预控破片的有效破片生成率、破片平均速度和破片质量损耗的影响规律,并通过综合分析,得出比较合适的槽深和槽宽。     

连续旋转爆轰发动机隔离段流场数值模拟研究

为了研究连续旋转爆轰发动机(CRDE)隔离段的反压特性,建立了等直隔离段以及带扩张段的隔离段模型,用FLURNT对这2种构型的隔离段进行三维数值模拟,研究了旋转爆轰波在隔离段内向上游传播的特性,分析了不同结构对流场结构、激波串前传位置的影响; 对同一结构,分析了反压大小、旋转速度对其的影响。研究结果表明,反压在隔离段内与附面层相互作用,诱导出复杂激波和膨胀结构,形成了激波串。反压扰动在隔离段中前传的距离与隔离段的构型、反压旋转速度和大小有关:等直隔离段的抗压能力相对更强,反压旋转速度或压力增加,都会使得扰动区域增加。数值模拟结果对CRDE隔离段反压特性研究以及结构设计具有一定参考价值。     

光照对阳极化InSb探测器性能影响的研究

使用阳极化钝化方法制造的InSb红外探测器,在可见光照射下,器件反偏漏电流大,零偏阻抗低。通过对其漏电流分析和制作MIS器件进行试验,发现阳极化层中的陷阱能级感应n型InSb表面产生反型,p／n结表面附近的反型层与P型层连接后起到分流电阻作用,导致器件电性能变差。     

导流槽和混合比对发动机喷流噪声特性影响实验研究

为分析研究火箭发动机喷流噪声特性的影响因素,设计了火箭发动机喷流噪声实验系统;采用BK数据采集系统及噪声处理软件进行噪声数据的采集和分析,研究发动机混合比以及导流槽对火箭发动机喷流噪声特性的影响。结果表明:随着发动机混合比的上升,发动机从富燃燃烧状态转换到富氧燃烧状态,噪声声压级降低;导流槽对喷流噪声有遮蔽作用,且随着导流槽距喷管出口距离的增大,遮蔽作用下降,噪声声压级上升。     

壳体刻槽对温压炸药爆炸火球影响的试验研究

通过高速摄像系统对三种刻槽壳体的温压炸药装置爆炸火球进行观测,利用VB编制了火球尺寸批处理程序,实现了对记录信息的深度挖掘。重点对不同结构下的火球成长过程、最大半径和初始细节进行研究,分析了不同刻槽数目下火球成长的响应规律,得出了中心分散装药的爆轰能量与壳体结构破裂和诱导燃料爆轰之间存在一定的能量耦合关系,即存在最佳匹配,且可通过改变刻槽数目调整该匹配关系,为优化结构设计和提高云爆毁伤效能提供指导。     

固体火箭发动机尾焰注水流场对导流槽排导性能影响研究

为了研究固体火箭发动机尾焰注水流场对导流槽排导通畅性的影响,设计了火箭发动机和导流槽缩比模型并完成了发动机系留点火及注水试验。结果表明：向尾焰注水能够使流入导流槽内混合气体温度降低到原来的1/2,实现对导流槽的热防护;但大量的水蒸气生成并与燃气混合后进入导流槽,影响了导流槽的排导性能。为了解决该问题,建立了在Mixture多相流模型基础上的数值计算模型,在Mixture多相流模型中以源项形式添加液态水与燃气两相流作用过程中的质量和能量转移方程,通过与试验数据对比,验证计算模型具有较高的精度和可靠性,并进一步得出燃气流场和液体流场的相互作用和对导流槽的排导性能的影响。在此基础上分析了发动机喷管数量、导流型面曲线类型对导流槽排导通畅性的影响,为火箭发动机尾焰注水系统工程应用提供参考。     

一种新型红外焦平面阵列非均匀校正算法

针对现有红外热像产品多采用一点+两点的校正方式,存在增加结构复杂度和整机功耗的问题,开发研究一种新型的红外焦平面阵列非均匀性的校正方法.介绍非均匀性的3种定义,给出非均匀校正的常用方法,在以ULIS0304为试验件的基础上详细论述红外焦平面阵列非均匀性的校正方法,并比较各温度校正前后直方图.结果表明:校正后图像矩阵的非均匀性基本为0,算法有效.     

中波InAs/GaSb超晶格红外焦平面探测器

由分子束外延生长的GaSb基的InAs/GaSb超晶格材料具有良好的均匀性,其在制作红外焦平面探测器方面有独特的优势。分别采用生长中断和表面迁移率增强的分子束外延法在GaSb衬底上生长了中波段InAs/GaSb超晶格红外探测器材料,对比表明对于中波超晶格材料,生长中断法优于表面迁移率增强法。利用标准工艺制作了中波红外PIN单元探测器,并制备了320×256的焦平面探测器芯片。     

红外焦平面阵列成像制导技术的发展

说明了国外红外焦平面阵列成像制导技术在现代战争中发挥着越来越重要的作用.介绍了红外焦平面阵列成像制导技术的发展历程以及装备的研制、改进情况,指出了在现代战争中发展红外焦平面阵列成像制导技术的优势和重要性.重点探讨了几种红外焦平面阵列成像制导技术的性能及其特点.最后论述了红外焦平面阵列成像制导技术的发展动向与分析.     

大面阵碲镉汞红外焦平面阵列发展现状及趋势

红外焦平面组件是空间红外光学遥感器的核心器件,随着空间红外遥感对探测目标的空间分辨率、时间分辨率、波段特性的要求不断提高,红外焦平面探测器将向着扩展波长范围、减小光敏元尺寸、增加器件规模等方向发展.介绍了国外发达国家在大面阵红外焦平面阵列技术研究的先进技术,并分析了美国、法国、英国和德国的大面阵红外焦平面技术特点,提出了红外探测器未来的发展趋势.     

焦平面读出电路设计中的低温应用研究

焦平面读出电路是焦平面探测器的核心部件之一,本文介绍了焦平面读出电路在低温(77 K)应用下的一些特殊的效应,以及在低温下CMOS器件的几个重要参数的计算模型,有了这些,就可以在读出电路设计阶段预先考虑这些效应,从而设计出性能优良的读出电路。     

焦平面探测器测试系统有源低通滤波器设计

低漂移、低噪声的直流偏置电压是红外焦平面探测器测试系统的重要组成部分。根据探测器测试系统的具体需求,设计出一种七阶无漂移全极点有源低通滤波器。对电路的交流仿真结果表明所设计的滤波器满足设计要求,能有效抑制工频与高频噪声干扰;对滤波器的衰减特性和传输特性进行Monte-Carlo分析,得出此滤波器元件具有统计灵敏度低的优点;最后就电阻元件对输出信号噪声的影响进行分析,得到了各电阻对输出信号的噪声影响和输出信号的总噪声功率谱密度曲线。     

制冷焦平面高动态范围热成像非均匀校正系数与积分时间的关系

变积分时间是实现高动态范围（HDR）热成像的最有效手段,但积分时间的变化会使得系统的残留非均匀性噪声也发生变化。从红外系统响应模型出发,推导了两点非均匀校正（NUC）法的增益和偏置校正参数与积分时间的关系,结果表明：增益校正参数与积分时间无关,只有偏置校正参数与积分时间有关;并通过实际热成像系统的测试对比实验,证明了上述结论的正确性。研究结果为变积分时间的HDR热成像系统的NUC提供了合理、可行的校正依据,可极大的简化变积分时间的HDR热成像系统NUC处理过程。     

焦平面冷反射像在红外成像检测中的应用

利用光路可逆原理，实现了某型线列红外成像装置探测器焦平面冷反射成像，在深入分析盲元替代后焦平面冷反射像的视频图像特性的基础上，提出了利用该特性进行盲元设置检测和光轴重合度检测的方法。     

A Sub-pixel Image Processing Algorithm of a Detector Based on Staring Focal Plane Array

Optical micro-scanning technology can be used to increase spatial resolution of many optical imaging systems, especially thermal imaging system. One of its key issues is relevant image processing algorithm. A fast reconstruction algorithm is proposed for two dimensional 2 × 2 micro-scanning based on the sub-pixel imaging and reconstruction principle of two-dimensional staring focal plane arrays （FPA）. Specifically, three initialization methods are presented and implemented with the simulated data, their performances are compared according to image quality index . Experiment results show that, by the first initialization approach, timely over-sampled image can be accurately recovered, although special field diaphragm is needed. In the second initialization, the extrapolation approximation in obtaining reconstruction results is better than either bilinear interpolation or over-sampling reconstruction, without requiring any special process on system. The proposed algorithm has simple structure, low computational cost and can be realized in real-time. A high-resolution image can be obtained by low-resolution detectors. So, the algorithm has potential applications in visible light and infrared imaging area.