从可见光到热红外的全谱段探测的多光谱成像仪器能够同时对可见光、近红外、短波红外、中波红外、长波红外光谱范围内的多个谱段进行探测, 是目前得到广泛研究及应用的成像光谱仪器。这类仪器在国土资源、环境监测、城市遥感、海洋监管等方面均有较高的应用价值。本文概述了此类仪器的国内外研究发展现状, 对国外 Landsat系列载荷、MODIS、国内的资源系列载荷、高分五号全谱段光谱成像仪等代表性仪器的技术指标和特点进行了总结。通过分析认为更加全面和精细的光谱覆盖、成像方式的改进与技术指标提高、定标手段和定量化水平提高、数据的持续性及稳定性是未来发展的趋势。
可见光 红外 星载 多光谱成像 全谱段光谱成像仪 visible infrared space-borne multi-spectral image VIMI
激光信号处理电路是傅里叶变换干涉仪的重要组成部分,为提高干涉仪控制器的控制精度,在分析干涉仪工作特点的基础上设计了激光信号处理电路,并着重分析了四阶Besell带通滤波器的误差传递路径,及各噪声对信号质量的影响,从而为低噪声电路设计提供一定的理论基础,具有参考作用.最后,半实物仿真结果表明所设计的激光信号处理电路精度达到0.01%，从而验证了所设计电路的合理性.
干涉仪 激光信号 Besell滤波器 噪声 interferometer laser signal besell filter noise
为进一步提高CCD图像测角的摆角测量精度,提出一种基于多目标探测的摆镜动态角度测量方法。该方法采用多条等宽的平行狭缝作为CCD探测目标,首先利用灰度质心算法得到各狭缝的质心位置,进而将各狭缝的质心位置进行平均运算,得到摆镜的动态角位置。模型表明当使用m条等宽狭缝目标进行测量时,其动态测量误差方差为单目标方法的1/m。实验结果证明,该方法可以有效地提高摆镜动态角位置测量精度。
多目标探测 质心算法 CCD图像测角 线性度测试仪 multi-targets detection centroid algorithm angle measuring by CCD linear measure instrument
针对传统静态误差分析方法忽略目标运动对测量影响的不足, 本文在分析运动对目标形状影响的基础上建立了灰度质心算法误差与灰度噪声、动态目标尺寸的数学模型, 该模型表明当曝光时间内目标移动量远小于目标静态尺寸时, 动态误差与静态误差接近; 而当目标移动量与目标静态尺寸的比值大于 6%时, 灰度质心算法动态测量误差方差将比静态测量误差方差大 20%以上, 此时必须减小 CCD曝光时间、增加光源出射光功率, 以减小测量误差。
动态误差 质心算法 线性度测试仪 dynamic measure error facula centroid algorithm CCD CCD linear measure instrument
哈尔滨工业大学 超精密光电仪器工程研究所,哈尔滨 150001
为了进一步提高光学元件的线条制作精度,建立了极坐标激光直写时线条中心径向漂移的补偿模型。首先推导了极坐标激光直写的曝光量分布模型,分析了径向漂移产生的原因,然后针对数值孔径为0.5的光刻物镜建立了线条展宽模型和径向漂移模型,并分析了线条展宽和径向漂移的耦合关系,在此基础上分别建立了线条展宽补偿模型和径向漂移补偿模型。仿真结果表明,补偿前的径向漂移量是线条展宽量的3倍,对径向漂移进行补偿可以很好地减小系统原理误差,提高极坐标激光直写的制作精度。
径向漂移 线条展宽 补偿 极坐标激光直写 radial shift line broadening compensation polar laser direct writing
哈尔滨工业大学 超精密光电仪器工程研究所,黑龙江 哈尔滨 150001
在兼顾胶层的光吸收特性、直写光束的高斯分布特征以及直写光束与胶层相对运动的情况下,建立了直角坐标激光直写的动态曝光模型以有效预测线条的线宽和侧壁角。仿真实验表明:以恒值高斯光强曝光时,该模型与等效仿真条件下的Dill 曝光模型仿真结果完全一致,进一步证明了该模型的有效性和正确性,解决了目前在激光直写中存在的只能预测线宽或在忽略光刻胶吸收作用的情况下粗略估计直写线条轮廓的问题。同时,基于该模型分别分析了直写光功率和直写速度对线条轮廓的影响机理,为优化激光直写工艺的加工参量提供了一种有效的分析途径。
激光直写光刻 曝光量分布 Dill 曝光模型 线条轮廓 laser direct writing photolithography exposure dose distribution Dill exposure model line profile
哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所, 黑龙江 哈尔滨 150001
为了提高激光直写加工衍射光学元件时的线条质量,提出一种离焦激光直写的线宽稳定方法。该方法通过同时调节激光功率和离焦量,使光刻胶的曝光阈值处于线宽对曝光量的变化率较小位置,从而可以弱化线宽对实际曝光量或光刻胶阈值等变化的敏感度,提高利用离焦方法进行衍射光学元件制作时的线宽稳定性。推导了稳定线宽后的光功率控制模型和线宽模型,模型中的变量仅为离焦量,降低了光功率控制的复杂性。利用632.8 nm的He-Ne激光和NA=0.1的物镜在CCD上对采用该方法后的离焦线宽模型进行验证,实验结果与理论模型吻合较好。该方法对于线宽稳定度较高的衍射光学元件制作具有重要价值。
集成光学 线宽稳定性 光功率控制 离焦激光直写 衍射光学元件
哈尔滨工业大学,超精密光电仪器工程研究所,黑龙江,哈尔滨,150001
提出了一种S曲线光强控制模型的参数优化方法.在分析S曲线光强控制模型的参数变化对线条闭合质量影响的基础上,以对接区域曝光量分布曲线恰好存在一个极值点时为最优,确定出光强控制模型中的圆弧弧度θ和曲率半径R的函数关系.基于该优化方法的对接区域长度由θ唯一确定,且当θ较小时,其仅为斜线段光强控制方法确定的对接长度的2倍.实验结果与理论分析吻合,表明该优化方法进一步增加了对接区域曝光量分布的有效过渡长度,减缓了曝光量在路径方向上的变化速率,从而在保证直写效率的同时提高了线条对接质量.
S曲线光强控制 激光直写 参数优化 对接质量 曝光量分布 S-curve intensity control laser direct writing parameter optimization joint quality exposure dose distribution
