电子科技大学光电科学与工程学院，成都 四川 611731
基于深度学习的图像融合方法实现了良好的图像融合性能，近年来经过快速发展，被广泛应用于生物特征识别、自动驾驶和目标追踪等方面。深度学习网络在提取图像的重要纹理细节和保存重要信息等方面依然存在许多挑战。因此，提出了一种适用于红外与可见光图像融合网络的损失函数，在损失函数中引入了梯度方向直方图（HOG）损失，HOG特征可以反映图像局部的梯度方向和梯度大小，用HOG特征作损失函数可以提升网络提取图像细节信息的能力。将HOG损失与多尺度结构相似性损失相结合，用设计的损失函数训练了NestFuse、Res2Fusion和UNFusion 3个红外与可见光图像融合网络。在TNO数据集上，所提模型将融合图像的标准差（SD）分别提高2.1476%、1.2273%和1.4444%，将融合图像的视觉信息保真度（VIF）分别提高1.6529%、1.4936%和1.2902%；在RoadScene数据集上，所提模型将融合图像的SD分别提高1.0083%、1.1669%和0.7214%，将融合图像的VIF分别提高1.8093%、1.8063%和1.0406%。实验结果表明，所提损失函数可以从源图像中提取更多有效信息。
图像融合 红外图像 可见光图像 梯度方向直方图 损失函数 深度学习 激光与光电子学进展
2023, 60(24): 2411001
1 电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 四川 成都 610054
2 中国人民解放军63963部队, 北京 100000
热时间常数是基于微测辐射热计的非制冷红外探测器的关键指标参数, 它与探测器的最高有效帧频直接相关, 因此准确测量热时间常数对于器件设计和应用都有举足轻重的意义。但目前无论是探测器热时间常数的标称值还是基于单元的热时间常数现有方法的测试值, 都无法建立与探测器的频率响应特性的直接定量函数关系, 以确定探测器工作的最小帧间时间间隔。直接基于阵列器件测量热时间常数的方法, 借助低于1/2帧频的斩波调制, 通过变频时域采集, 快速傅里叶变换(FFT)等常规测试手段, 提取有效的电压响应信号, 拟合频响曲线, 能快速有效地提取热时间常数。通过实测分析, 该测量方法具有准确度高、抗干扰能力强、稳定性高、测试用时短的特点, 且均采用通用的测试仪器, 无需单独制作测试样品, 具有较高的推广价值。
非制冷红外焦平面探测器 热时间常数 快速傅里叶变换 微测辐射热计 斩波器 uncooled infrared detectors thermal time constant FFT microbolometer chopper 红外与激光工程
2019, 48(12): 1204003
电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 四川 成都 610054
纳米级金属薄膜能够作为热释电探测器红外吸收薄膜在14~16 μm波段范围内有效应用已经得到证明.通过调节沉积在LT(钽酸锂)晶体材料上的纳米级镍铬(NiCr)薄膜的厚度和表面特征来改善纳米金属薄膜红外吸收特性.通过调节晶体材料的厚度, 改变抗反射腔的深度, 从而调节吸收波长.为进一步加强红外吸收, 应用化学腐蚀, 生成粗糙的纳米级薄膜表面结构, 从而极大程度上增加吸收表面积.通过将这两种方法结合, 可以明显增强指定波段的红外吸收, 且其制造过程完全兼容, 易于实现.可控的吸收性能的实验结果与仿真和设计情况相符合.
热释电探测器 纳米金属薄膜 化学腐蚀 红外吸收 NiCr NiCr pyroelectric detector nano-scale thin metallic films chemical corrosion infrared absorption
电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室,四川 成都 610054
太赫兹(Thz)探测器工作在室温条件下极大地促进了太赫兹科学与技术的应用。超薄(10μm)钽酸锂(LiTaO3)晶片被用作太赫兹探测器敏感元材料。基于钽酸锂晶片太赫兹探测器在2.52 THz激光辐射源照射下, 20Hz斩波频率时响应率可达到8.38×104V/W, 等效噪声功率NEP)可达到1.26×10-10W。这种加工超薄钽酸锂晶片的方法为制备高响应率太赫兹探测器提供了一个可行的方法。
太赫兹探测器 钽酸锂晶片 化学研磨及机械抛光 电压响应率 噪声等效功率 THz detector Lithium tantalate (LiTaO3) wafer chemical grinding and mechanical polishing Voltage responsivity noise equivalent power
电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室，四川 成都610054
桥面多层膜系残余应力匹配是消除太赫兹微测辐射热计微桥结构形变的重要手段.仿真建立了像元尺寸为35 μm×35 μm微桥单元有限元模型.基于实验设计(DOE)正交法，采用IntelliSuite软件进行应力仿真，获得支撑层、钝化层、电极层、热敏层、吸收层应力分别为+200 Mpa、+200 Mpa、+200 Mpa、0 Mpa、-400 Mpa的最佳应力组合，最小微桥单元形变(0.0385 μm).通过各膜层残余应力控制，制备出基于该优化微桥单元结构的320×240太赫兹焦平面阵列，获得与仿真结果相符的极小形变微桥.
太赫兹微测热辐射计 力学仿真 残余应力 正交实验设计 THz microbolometer mechanical simulation residual stress orthogonal design of experiment
1 电子科技大学光电信息学院，四川 成都 610000
2 天津津航技术物理研究所，天津 300192
非制冷红外焦平面图像存在对比度低、分辨率低、细节信息不全、视觉效果差等缺陷，实际应用中需要增强红外图像以改善其质量。一种基于线性映射与直方图均衡化加权结合的高动态范围红外图像增强技术，通过线性映射对红外原始图像做图像增强，保存数据，再利用直方图均衡化算法对红外原始图像做图像增强，选取适当的权值，将增强后的图像加权结合，得到最终图像。重点分析了传统线性映射与直方图均衡化的原理与处理方法，通过多幅高动态范围场景的红外图像的处理比较，表明该算法操作简单，且处理后效果显著，可用于实时增强。
红外图像 高动态范围 图像增强 权值 infrared image high dynamic range image enhancement weight
电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室，四川 成都 610054
优化的微测热辐射计热学参数的测试方法，与传统测试方法相比，能够实现热导和响应时间的精确测量，克服热学参数评估依赖仿真的缺陷,且该方法易于实现，工程应用性强.通过对研制的微测热辐射计性能进行相应的测试，确定了该测试方法准确、可靠.
微测热辐射计 测试 热导 热容 microbolometer test thermal conductance thermal capacitance
1 电子科技大学 光电信息学院 电子薄膜与集成器件国家重点实验室，四川 成都 610054
2 中国电子科技集团第26研究所，重庆 400060
提出了640×480非制冷红外探测器UL04171驱动电路和焦平面器件模拟输出信号数字化的设计方法。针对UL04171探测器的工作条件，提出了偏置电压方案及满足该焦平面的双通道输出模拟信号数字化的AD模块设计。
非制冷红外焦平面 采集电路 偏置电压 双通道模拟输出 Un-cooled infrared focal plane Acquisition circuit Bias voltage two-channel analog output
电子科技大学光电信息学院电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 四川 成都 610054
介绍了一种 640×480大阵列非制冷红外探测器成像方法, 基于 FPGA实现了非制冷红外焦平面阵列双通道信号输出的采集和数据拼接。由于阵列像元的增加, 用于 320×240及以下规模阵列的传统内部存储满足不了大数据量的要求, 本系统采用两片模数转换芯片处理模拟信号, 同时 FPGA除提供时序信号外, 还利用内部 FIFO及 SDRAM控制数据的存储及输出。基于以上技术, 最终成功实现了 640×480非制冷红外探测器的实时成像。
640×480非制冷红外焦平面阵列 640×480 UIRFPA FPGA FPGA FIFO FIFO SDRAM SDRAM
电子科技大学光电信息学院电子薄膜与集成器件国家重点实验室， 四川 成都 610054
温度不稳定是影响非致冷红外焦平面探测器性能的重要因素之一。设计了一种基于MAX1978 的温度控制系统。该系统采用闭环控制结构，通过外部PID补偿网络控制驱动TEC模块，实现了对 探测器温度的控制。实验结果表明，该系统能够有效地对焦平面温度进行控制，其精度可达到0.06℃。
温度控制 temperature control PID PID TEC TEC MAX1978 MAX1978
