电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室， 河南洛阳471003
采用1 064 nm激光辐照可见光面阵CCD时，在其光敏面上观察到了规则点阵，相邻格点的间距约为99.38 μm。改变激光的入射参数发现，规则点阵的产生与激光的入射能量、束散角和入射角无关，而与激光的波长有关，532，632，670和780 nm激光辐照时均没有观察到规则点阵的出现。更换不同型号的CCD，像元尺寸由3.75 µm增大为5.6 µm，相邻格点的间距却由99.38 μm减小为63.84 µm。改变前置光学系统的F数、焦距和光路结构，相邻格点的间距均保持不变。通过采用高分辨率的折返镜头开展实验，发现点阵中的每个格点与CCD光敏面上的像元一一对应，并且实验测得的格点间距与衍射效应计算的格点间距最大偏差仅为1.18 μm，证明了规则点阵是由于CCD光敏面的二维光栅衍射效应引起的。
激光辐照 规则点阵 可见光面阵CCD F数 laser radiation regular lattice visible array CCD F-number
中国洛阳电子装备试验中心,河南 洛阳 471003
为了研究脉冲激光辐照CMOS相机时拍摄图像产生间断现象的原因, 利用1 064 nm脉冲激光对卷帘快门式CMOS相机进行了辐照实验。在获得的图像中观测到了间断现象, 表现为垂直方向上的亮区和暗区, 计算表明各帧图像中暗区的行数为固定值。根据CMOS图像传感器积分方式和扫描机制, 分析了图像间断现象的形成机理为卷帘快门式CMOS存储的不同时性。理论计算结果与实验结果一致, 并理论分析了完全无暗区图像存在的原因。提出了基于多帧间断图像采用拼接手段获得完整连续图像的方法, 得到的图像与直接拍摄图像基本一致。
脉冲激光 辐照效应 图像传感器 pulse laser CMOS CMOS irradiation effect image sensor 红外与激光工程
2019, 48(3): 0306002
中国洛阳电子装备试验中心, 河南 洛阳 471003
在开展激光对光电成像系统的干扰实验时, 观察到光电探测器上多组圆环条纹并存的现象, 并采用对光学系统拆解、测量、建模重构和光线追迹的方法揭示了每一组圆环条纹的产生机理。首先, 对实验所用的光学系统进行拆解, 测量各个镜片的曲率半径、厚度、通光孔径等几何结构参数, 并采用TRACEPRO光线追迹软件建立了该光学系统的理论模型。基于该光学系统模型, 追迹大量光线经光学系统传输后在光电探测器上的能量分布, 分析每一种能量组分的来源, 发现多组圆环条纹的出现是由于不同激光能量组分的干涉效应而产生的, 并揭示了产生每组圆环条纹的对应能量组分。文中的研究结果可为激光对光电成像系统的干扰效果评估提供技术支撑。
光电成像系统 圆环条纹 光学系统模型 光线追迹法 optoelectric imaging systems circular fringes model of optical system ray tracing method 红外与激光工程
2017, 46(10): 1003004
中国洛阳电子装备试验中心, 河南 洛阳 471003
针对某激光导引头检测中输出弹目视线角速度误差较大的情况, 分析指出弹目视线角速度噪声是角跟踪回路中探测器噪声、弹体扰动和摩擦等干扰力矩共同作用产生的。根据导引头控制原理建立了其稳定跟踪回路模型, 定量分析了这些误差因素对导引头稳定跟踪性能和弹目视线角速度输出指令的影响程度。然后实测分析了激光导引头输出弹目视线角速度噪声特性, 建立了其与弹目距离的函数关系, 并将其加入某制导**制导模型中进行仿真。结果表明: 加入弹目视线角速度噪声后, 弹体滚转姿态角变化较大, 舵偏角变化也较大, 近距离时由于角速度指令噪声较小对全弹道及脱靶量的影响比较小, 这与实际检测结果相符较好。但近距时当角速度指令处于噪声峰值处, 弹偏离后来不及修正可能会对导弹的近距攻击区有影响, 研究方法及结论对导引头的实际研究测试及弹的战术使用均有一定的参考价值。
激光导引头 干扰力矩 弹目视线角速度噪声 跟踪性能 制导精度 laser seeker disturbing moment line of sight angular rate noise tracking performance guidance precision 红外与激光工程
2017, 46(2): 0206005
为了研究不同入射角下的激光干扰效果, 采用逐步调节光轴指向的方法, 对不同入射角下的干扰效果进行了实验研究和理论分析, 取得了不同入射角下激光束在探测器上光斑位置、接收能量和光斑形状的数据。结果表明,光斑位置随入射角的增大而线性移动, 对于本文中的光电成像系统而言, 移动速率为入射角每增加0.1°,光斑偏离探测器中心16个像素; 接收能量随入射角的增大而减小, 对于本文中视场角为8°的光学系统而言, 减小的幅度不超过1%; 不同入射角下的激光光斑形状满足空间平移不变性。这一结果对开展激光干扰光电成像系统试验是有帮助的。
激光技术 空间平移不变性 入射角 光电成像系统 laser technique space shift invariance incident angle electro-optical imaging systems
1 光电对抗测试评估技术重点实验室, 河南 洛阳 471003
2 中国洛阳电子装备试验中心, 河南 洛阳 471003
激光干扰CCD时光的传输过程的研究, 对激光干扰CCD干扰图像的仿真、干扰效果的分析等具有重要意义。理论分析了考虑探测器表面反射时的激光干扰CCD时光的传输过程。由于透镜的作用, 首先激光会聚焦到探测器表面。聚焦光会被探测器表面反射。由于CCD探测面是网格状分布, 反射光的分布会被这一结构调制。反射后的光经过透镜, 会成像在某些平面上。根据透镜中光的传输计算发现, 因为透镜的傅里叶变换作用, 光阑平面上会出现周期性的亮点分布。由于光阑平面上不透光的部分的反射, 亮点会再次成像在探测器表面上。仿真了亮点被光阑平面上不透光部分的反射后, 经过光阑后面的透镜又成像在探测器上的过程, 得到了规则的周期性的亮点分布。实验结果验证了这一理论。
激光干扰 光传输 规则亮点 laser jamming CCD CCD laser transmission regular periodical spots 红外与激光工程
2016, 45(11): 1106007
中国洛阳电子装备试验中心，河南 洛阳 471003
随着高光谱相机在工业、农业、科研、**等众多领域的广泛应用，发展有效的对抗技术也迫在眉睫，激光有源压制干扰是当前对抗高光谱相机的一个有效手段。以双高斯光学系统为例，首先依据高斯光束q参数的传输理论，逐个分析了激光束在高光谱相机光学系统各透镜中的传输，获得了其探测器光敏面上的激光能量分布；然后研究了激光发射参数对探测器光敏面上能量分布的影响，结果表明：探测器光敏面上激光主光斑的大小随激光器对高光谱相机作用距离的增加而减小，随激光束腰尺寸的增大却是先减小后增大，整个变化过程中存在一个最小值，为实现较好的激光干扰效果，激光束腰的设计要尽量避开这个最小值。研究结果可为开展激光有效干扰高光谱成像系统试验以及激光器参数的优化设计提供理论依据和技术支持。
激光有源压制干扰 高光谱相机 双高斯光学系统 q参数 laser active suppressing jamming hyper-spectral camera double-Gauss optical system q parameter 红外与激光工程
2015, 44(11): 3250
中国洛阳电子装备实验中心, 河南 洛阳 471003
实验研究了光学系统不同F数下的激光干扰效果。测试了暗背景下、无激光干扰时CCD输出图像的噪声灰度和分布概率。通过比较光学系统不同F数下的激光干扰图像和灰度分布，发现各灰度级的像元数随F数的减小近似线性增加，而并非指数或者对数增加。最后基于夫琅禾费衍射理论，仿真了五边形光阑产生的衍射图样，仿真结果表明在F数较大时，激光干扰图像正是光阑的衍射图样。研究结果可为评估光电成像系统在不同F数下的激光干扰效果提供技术支持和理论参考。
成像系统 F数 噪声分布 饱和像元数 激光干扰效果 光学学报
2015, 35(s2): s211001
中国洛阳电子装备试验中心, 河南 洛阳 471003
实验研究了探测器增益对激光干扰效果的影响。测试了暗背景下、无激光干扰时CCD在不同增益下输出图像的噪声分布和灰度量级，确定了噪声灰度均值随CCD增益增加的变化关系。通过比较不同增益下的激光光斑图像和灰度分布，发现增大CCD增益，可以放大激光主光斑周围的弱光信号，增加饱和像元数，增大干扰面积，提高激光对CCD的干扰效果，并确定了信号灰度随CCD增益增加的变化关系。基于信号、噪声灰度与CCD增益之间的变化关系，实现了不同增益下激光干扰效果的仿真。该研究结果可为评估光电成像系统在不同增益下的激光干扰效果提供技术支持和理论参考。
探测器 CCD增益 噪声分布 饱和像元数 激光干扰效果 中国激光
2015, 42(s1): s102016
