微光遥感成像技术是用微光像增强CCD(ICCD)弥补现有CCD成像器件不足的遥感成像技术,其主要特点是宽光谱响应、低噪声、高灵敏度、大动态范围和智能电子控制。该技术的应用将大大拓展各类航天器的有效工作照度条件和时段范围,从白昼10
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2 lx(10:00-16:00,6 h有效遥感),扩展为白昼/晨曦/黄昏/月光条件下的10
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-1 lx(06:00-18:00,12 h有效遥感),使遥感器材能在更宽的时段内从事观察、报告、预警地面的突发事件,如自然灾害、恐怖活动,并为满足必要的地理、地质和测绘等需求提供实时信息。简要评述微光遥感成像技术的基本原理、系统组成、关键技术、性能测试、总体评价及推广应用等方面的最新研发动态和成果。
遥感 电荷耦合器件 像增强器 像增强电荷耦合器件 激光与光电子学进展
2018, 55(2): 020009
1 微光夜视技术重点实验室, 陕西 西安 710065
2 北方夜视科技集团有限公司, 云南 昆明 650223
3 北方光电技术集团有限公司, 陕西 西安 710065
微光夜视技术是现代化**夜视装备的支撑技术之一, 掌握先进的微光夜视技术对于掌控以夜间战争为特点的现代化战争局势至关重要。近年来, 美国等发达国家不断地发展更为先进的微光技术和装备, 并取得了重要进展。介绍了微光夜视器件及系统的发展现状和最新技术进展, 分析了几项新技术产品的技术特点和应用方向, 表明了微光器件向性能提高及光谱响应范围扩展技术方向、微光系统向信息融合及多功能集成技术方向发展的趋势。
微光夜视 像增强器 数字化视频 夜视眼镜 night vision image intensifier digitized video night vision goggle
1 西安工业大学， 陕西 西安 710032
2 西安应用光学研究所， 陕西 西安 710065
通过探讨像增强器MTF测试仪用光源的出射光照度对测量结果的影响，对透过测量狭缝的光强分布进行了分析。调节狭缝面的入射光照度，对不同照度作用下的调制传递函数进行了对比测量，经与微光像增强器的饱和输出亮度比较，得出：三代微光像增强器的MTF测试值随入射光照度分布呈抛物线分布，其最大值与微光像增强器的自动亮度控制特性有关。适当选择入射光照度，可确保被测像增强器既有足够的输出信噪比，而不进入饱和区域。
像增强器 调制传递函数 入射光照度 自动亮度控制 image intensifier modulated transfer function incident light illuminance ABC
西安应用光学研究所 第二研究室 微光夜视技术国防科技重点实验室，陕西 西安 710065
信噪比是微光像增强器的重要参数之一，其值的高低决定着微光成像系统在低照度条件下的探测距离和图像清晰度。根据线性系统信噪比链理论，借助系统噪声因子关系式，分析了微光像增强器的理论极限信噪比(S／N)limit。在系统各级不附加任何噪声(即NF=1)，或仅受输入光子及光电子数涨落噪声限制的理想条件下，给出像管不同量子效率(η)之最大信噪比(S／N)limit的表达式；在η=1的极限情况下，求得该像管的理论极限信噪比(S／N)limit≤64。
微光像增强器 微通道板(MCP) 信噪比 噪声因子 image intensifier microchannel plate (MCP) signal-to-noise ratio (SNR) noise
西安应用光学研究所 第二研究室，微光夜视技术国防科技重点实验室，陕西 西安 710065
分辨力和MTF是微光像增强器的2个重要参数。根据线性系统傅里叶频谱理论，分析了微光像增强器的MTF和分辨力特性。计算出理想条件下，基于光阴极／MCP／荧光屏3部件结构以及带内电子增益机制的光阴极／荧光屏2部件结构的近贴聚焦像管的理论极限分辨力。它们分别是96．6lp／mm和98．1lp／mm。该结果可供人们改进像管MTF及分辨力特性时参考。
微光像增强器 像增强器 微通道板(MCP) 近贴聚焦 分辨力 傅里叶频谱 image intensifier MCP proximity focusing resolution MTF Fourier spectrum MTF
西安应用光学研究所 第二研究室 微光夜视技术国防科技重点实验室，陕西 西安 710065
光阴极灵敏度(量子效率)是微光像增强器最重要和最基本的性能参数之一，它决定着微光成像系统在低照度下的视距和图像清晰度。根据半导体光电发射物理模型及普朗克黑体辐射理论，简介了光电发射5个环节(光子不完全吸收、GaAlAs／GaAs后界面、GaAs光阴极激活层体特性缺陷、GaAs光阴极表面位垒和GaAs光阴极－MCP之间近贴电场电子隧道效应)对光阴极量子效率的影响，给出了相关数学表达式。在假定5个环节子量子效率均为100%的前提下，估算出蓝延伸GaAs光阴极在(0．41～0．93)μm波段内的极限积分灵敏度，其值为6569μA／lm。文末，对此结果的意义给予评价。
微光像增强器 微通道板 积分灵敏度 量子效率 光谱响应 image intensifier MCP luminous sensitivity quantum efficiency spectral response
微光夜视技术国防科技重点实验室，陕西 西安 710065
分辨力和传递函数MTF是微光像增强器的2个重要参数。长期以来，人们对于三代微光像增强器阴极发出的电子初能量分布没有统一的认识，从而没有一个公认的分辨力和MTF计算模型。通过理论分析和假设，给出一定条件下一个分辨力计算模型。把实际测得的第一近贴距、第二近贴距、阴极电压和荧光屏电压等数值代入分辨力计算模型中，可以得到分辨力理论值。经与实际测量值进行比对，发现二者偏差值在12．3%以内，此理论模型基本符合实际需求。该分析方法和所得结果有一定实用价值，可作为设计三代微光像增强器的技术参考。
三代微光像增强器 双近贴 微通道板(MCP) 分辨力 generation Ⅲ image intensifier double-proximity focus MCP resolution MTF MTF
1 清华大学,工程物理系,北京,100084
2 西北核技术研究所,西安,710024
3 西安应用光学研究所,西安,710100
根据狭缝法测量调制传递函数(MTF)的理论,建立了微通道板(MCP)像增强器的MTF测量装置.利用CCD相机测量像增强器对狭缝的空间响应,得到系统的线扩散函数(LSF),经过傅里叶变换求出MTF.实验测量了两种MCP像增强器的MTF,得到的极限分辨率与厂家标定值一致.在不同的工作偏压下以及不同的像面位置处的MTF测量结果表明,像增强器的空间分辨能力随着光阴极偏压的升高逐渐提高并趋于稳定.随MCP偏压的升高而迅速下降,在一定的电压范围内不随荧光屏电压的变化而改变;像增强器在不同像面位置处的空间分辨能力变化较小.
像增强器 调制传递函数 微通道板 狭缝法 线扩散函数
1 北京理工大学 信息科学与技术学院，北京 100081
2 西安应用光学研究所，西安 710065
分析了激光单脉冲时－空实时测量对时－空采样器的要求，提出了在高峰值功率密度下探测器设计的“梳导”思想，讨论了用不同长度的单模光纤束制作时－空采样器的关键技术和工艺。这种时－空采样器具有高带宽、高损伤阈值、高捕获率的优点。
激光 单脉冲 时－空采样 laser single-pulse temporal-spatial
1 北京理工大学,光电工程系,北京,100081
2 西安应用光学研究所,陕西,西安,710065
利用不同长度的单模石英光纤制作光纤时-空采样器,将采样激光输入大面积快速光电转换器,用数字示波器测量电脉冲信号,实现对单脉冲激光的实时采样测量.其核心是利用单模石英光纤的芯径小、结构尺寸规范、损伤阈值高等特点,实现对激光光束的无畸变大倍率衰减.给出了相关的设计方案.
重频 激光参数 测量 时-空采样 光纤 Multi-pulse Laser parameters Measurement Temporal-spatial domain Fiber
