特气红外探测器的温度分析

为了改进特气红外探测器的性能,本文运用热传导理论,分析了在一定功率的单色均匀红外射线激励下的温度变化情况,提出近似模型建立了吸收腔的热传导方程;求解方程得到了吸收腔内各处温度变化和平均温度变化的确切表达式,分析表明特气红外探测器的响应度(气体平均温升决定)与吸收腔的腔深1成线性关系,与特气吸收系数аλ成非线性关系.进而建立了非单色红外射线激励下的热传导方程,提出求解方法.     

基于钽酸锂晶体薄片的红外探测器设计及应用

通过减薄、键合、抛光等技术加工成厚度达到10μm左右的超薄晶片,然后通过蒸金、黑化等处理技术将其制备成红外敏感元件.根据红外光谱吸收原理,为提高分辨率和选择性吸收性能,在敏感元件前段集成了窄带滤光片.制备的敏感元件与选用的窄带滤光片,以及CMOS放大器与电阻和电容各一个都被封装和集成在一个TO-18型管壳内,最终被设计加工成为单一通道的红外探测器,其滤光片可根据要求的波带范围进行更换.利用两个吸收波长分别为(3 310±90)nm和(3 910±60)nm的单元探测器,设计并制作了一个微型气体传感器.该气体传感器能实现检测一些烃类气体,文中对乙烯气体进行了实验测试,并进行了实验数据分析.分析结果表明:这种气体传感器具备较好的检测气体浓度的能力,能检测的最大量程为30 000×10-6,达到分辨100×10-6的检测能力,且具有较好的重复性.     

微机械气动红外传感器的流体分析

提出了一种可工作于室温环境下的微型气动红外传感器,它基于气体吸收特定波段的红外辐射后产生的一系列热效应为物理基础,可获得包含红外辐射源信息的信号。为深入研究热效应所产生的微热信号对器件整体性能的控制和影响,优化器件的几何结构和行为,建立了符合器件工作机制的经典热传输模型,并在此基础上,利用通用商业有限元模拟软件ANSYS/FLORTRAN进行流体-结构耦合分析,获得了微型腔体温度,流-固界面压力分布情况以及薄膜的弹性形变,掌握了微结构的机械特性以及流畅的热输运特性。     

基于超薄钽酸锂晶片及炭黑红外吸收层的热释电探测器

基于钽酸锂(LiTaO3)的热释电探测器具有灵敏度高、热释电系数大、响应范围宽等优点而被广泛应用于非分光红外气体检测.在LiTaO3热释电探测器制备过程中,采用预置沟槽方法制备出约20μm厚的超薄LiTaO3晶片,该方法既能控制晶片厚度又能实现自动解片,简化了探测器制备工艺;采用电喷雾方法制备出炭黑红外吸收层,该方法工艺简便,制备的吸收层分布均匀,结构疏松.电喷雾时间为20 min时制备的吸收层在常用气体吸收波段(2.5~10μm)的红外吸收率达98%以上,使探测器信号幅值提高了约2.6倍.热释电探测器性能测试结果表明:单元结构探测器的黑体探测率可达1.78×108cm·Hz1/2/W;二元补偿结构探测器信噪比为单元器件的2倍;将二元补偿结构探测器应用于非分光红外气体测试系统,进行了SO2气体检测,等噪声检测下限约为1×10-6.     

面向定量化红外遥感的热电堆探测器定标技术

从红外遥感信息定量化的发展要求出发,分析了测辐射热计、热电堆探测器和热释电探测器的响应特性,选择薄膜热电堆探测器TS-76作为传递标准探测器.搭建高精度光谱响应率定标系统,使用宽波段可调谐激光器和绝对低温辐射计对TS-76探测器的线性、空间均匀性以及重复性进行了标定.按照国际通用不确定度评估规范,对光谱响应率测量结果进行不确定度分析和评估,联合不确定度小于1.5%,并根据实验结果提出实现高精度中远红外辐射定标的技术方案,证明基于热电堆探测器的红外辐射定标技术可以有效缩短标准传递的链路,提高定标的精度.     

红外隐身薄膜的优化设计及卷绕式制备技术研究北大核心CSCD

为了抑制军事装备在3~5μm和8~14μm这两个大气窗口内的红外辐射,减小其被红外探测器发现的概率,本文对红外隐身薄膜的优化和制备技术进行了研究。首先选择Ge和ZnS两种材料作为薄膜的组分,然后利用薄膜优化算法对中、远红外隐身薄膜进行优化设计,最终得到14层薄膜结构,它在3~5μm和8~14μm两个波段内的平均反射率均高达90%左右。在此基础上,为了实现规模化制备,本文对真空卷绕式蒸发镀膜技术展开了研究,着重分析了膜料在基底上沉积的均匀性和修正挡板的设计。最后利用光谱仪和热像仪对得到的薄膜进行测试,结果显示其可以明显的降低红中、远红外辐射温度,具有较好的中、远红外隐身能力。     

用于室温红外探测器热敏材料的PECVD掺硼a-Si薄膜的研究

采用PECVD法制备用于室温红外探测器中热敏感材料的掺硼a-Si薄膜。通过系统地研究气体流量、射频功率与衬底温度等制备工艺条件与薄膜的电导率、含氢量和电阻温度特性的相关性,得到了最佳的工艺条件,并利用其制备出了探测灵敏度高达2.17×108cmHz1/2W-1的a-Si室温红外探测器。     

衍射微透镜在红外单元探测器中的应用

研究了衍射微透镜提高红外探测器探测能力的方法,通过实验将衍射微透镜耦合到红外单元探测器上,使语组合件的响应度提高到３．２倍、比探测率提高到４．２倍。结果表明：采用微透镜作光聚能器后,探测器光敏面面积可减少而光能利用率增加,探测性能提高。衍射微秀镜的结构小,有利于与探测器集成,其研究极具实用价值。     

手持式红外测温仪的研究设计

智能红外线测温仪是采用STC89C52RC新型单片机作为处理器。通过逐点分析的方式,即把物体一个局部区域的热辐射聚焦在单个探测器上,并通过已知物体的发射率,将辐射功率转化为温度。光学系统的任务是汇聚辐射体发出的红外辐射,使能量更加集中,经调制器把红外辐射调制成交变辐射,交变辐射输入到光电探测器中,光电探测器的关键部件是红外传感器,它的任务是把光信号转化为电信号,从光电探测器输出的电信号被送进信号放大器由电子线路进行处理,并按照仪器内的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值,最后由显示器给出被测物体的温度,可方便的对测量结果进行实时监控,从而实现远红外测温仪的自动化和智能化。     

MnSi1.7半导体薄膜材料研究进展

本文对近年来MnSi1.7半导体薄膜的制备方法和电学性能进行了综述。与PtSi和Bi1-xSbx薄膜制备的红外探测器相比较,用MnSi1.7半导体薄膜制备的红外探测器有诸多优点。另外,MnSi1.7半导体薄膜还可以用于制造微型温差发电器件。掺杂及制备纳米尺寸的薄膜是改善其电学性能的两个方法。通过对薄膜进行掺杂,可以获得p型和n型薄膜,薄膜的电阻率明显下降;将薄膜厚度减小到14nm后,塞贝克系数在483K时可达-967μV.K-1。     

红外成像型反舰导弹对抗红外干扰的仿真研究

红外成像型反舰导弹的目标是舰船,背景是海水和天空。当受到红外干扰措施的对抗时,在其导引头视场中,还将包含红外诱饵弹或红外烟幕弹等爆炸燃烧后的红外图像。对该型导弹的红外探测器成像面进行仿真,选用三维动画是一个适宜的方法。通过OpenGL编程,实现红外干扰的三维图像仿真,可以达到动态、实时和交互的效果。     

一种新型红外多组份气体传感器

针对红外多组份气体分析存在的问题,采用窄带红外滤光片、光锥、热释电探测器阵列组合技术,研制了一种新型多组份气敏传感器。通过更换滤光片组件功能模块,可实现不同测量领域不同种类气体的定量分析。该传感器具有结构新颖、简单可靠、成本低等特点。实验结果表明,SO2和CO2的最大相对测量误差分别为8.3%和1.2% 。     

以复合材料为基底的ITO薄膜红外隐身特性研究

利用直流磁控溅射法在树脂基复合材料基底上制备了ITO低红外发射率薄膜。选择了低发射率树脂作为基底复合材料的基体树脂。通过对材料表面进行表征、测试材料表面电阻率及红外发射率,研究了材料的红外隐身性能。结果表明,材料的红外发射率随ITO膜表面电阻率的增加先增加,后趋于一定值。     

长波红外对常温目标的跟踪成像研究

靶场观测中存在大量不发光和表面温度接近常温的低温目标,根据它们的光谱辐射特性、背景辐射特性和大气透过率与目标距离的关系,分别选择了中波和长波红外探测器对降落伞进行气球放飞试验。试验结果表明,长波红外探测器对常温目标的探测要优于中波红外。选择分辨力320×256 的碲镉汞探测器作探测能力实验,以 SNR≥5 为可探测条件,当目标表面温度大于 260K时,对直径 5m 的降落伞的作用距离可达 50Km。     

红外隐身涂料的研究现状及发展趋势

涂覆红外隐身涂层是目前实现目标红外隐身的一种简单易行的措施。本文简要介绍了红外隐身涂层的原理和主要组成,综述了红外隐身的国内外发展现状,并提出了今后的发展方向。     

近红外吸收多甲川染料

近年来我们合成了一系列近红外吸收多甲川染料,其中某些染料可以在红外照相、染料激光和光记录介质中使用。报道了这些染料的合成与应用。     

有源低热器件红外热图像增强新方法

提出几种提高红外电路故障诊断仪诊断有源低热器件能力的新方法。这几种方法主要是通过增大元器件耗散功率和表面发射率来宾现的。理论分析和实践结果都表明,本文所提出的方法能有效地改善有源低热器件的红外热图像。混和信号激励法能明显增大三极管放大电路耗散功率,特别是第一级耗散功率;增频激励法能有效提高IC耗散功率;表面漫射法能有效增大元器件的发射系数。这三种方法有效地提高了元器件的温度和发射系数,从而增强了元器件的辐射度或明显改善了它们的热图像。     

机载IRST跟踪算法

机载ＩＲＳＴ主要用于高空远距离目标的探测和跟踪。传统的仅有角度的跟踪是得不到距离估计的,但是由于机载ＩＲＳＴ的平台容易实现机动,根据可观测性准则,平台机动是获得距离估计的必要条件。采用修正的球坐标方法对目标进行跟踪滤波,从而获取距离信息。仿真结果表明,本算法具有较好的性能。     

回射激光的红外主动跟踪闭环研究

根据激光辐照典型红外光学系统产生回射激光的特性分析,红外装置中焦面上调制盘前表 面产生的回射激光特别适合于激光对红外装置的远距离跟踪、瞄准和工作模式识别。用0.53μm激光辐照红外光学系统产生的回射激光信号触发1.06μm主激光控制系统,实现了主激光对红外装置输出信号的有效干扰。它对利用激光进行红外对抗研究具有重要的参考价值。