对于温度灵敏度优于10 mK的长波红外相机, 如何精确测量表征其灵敏度的指标-噪声等效温差(Noise Equivalent Temperature Difference, NETD), 是一项重要的工作。首先, 依照尽量缩短标准辐射传递链路减少误差项的原则, 对比不同的测量方法, 选取“黑体直接测量法”; 其次, 基于相机噪声理论模型, 对不同温度点下的实测噪声分析, 提出噪声修正方法对噪声进行修正, 以此减小环境影响带来的测量误差; 最后, 基于NETD测量计算公式及不确定度分析理论对测试结果的不确定度进行分析评定。结果表明: 针对甚高灵敏度长波红外相机所采用的测试设备及方法, 可满足测试要求, 测试结果相对不确定度在7.7%左右。
噪声等效温差 测试技术 长波红外相机 不确定度 noise equivalent temperature difference testing technique long-wave infrared camera uncertainty 红外与激光工程
2018, 47(5): 0504001
海表红外辐射及其变化是进行全天时海事活动(如水下目标运动特性)监测的重要因素，随着应用的深入，对探测灵敏度需求越来越高。提出了一种高灵敏度海洋热红外遥感技术，引入综合时间噪声和空间噪声影响的时空NETD指标进行性能评价。通过像素级数字积分探测技术，提高系统的电荷处理能力，使时间NETD提高到毫开量级; 通过基于场景的自适应非均匀性校正技术，抑制非均匀性对辐射分辨率的衰减，使残余空间噪声接近或小于时间噪声水平。基于成像全链路信噪比模型进行仿真分析，最终实现了时空NETD优于10mK，为海表红外辐射及其变化的高灵敏度探测提供可靠遥感图像。
热红外 高灵敏度 时间噪声 空间噪声 非均匀性校正 thermal infrared high sensitivity temporal noise spatial noise nonuniformity correction
中国空间技术研究院北京空间机电研究所, 北京 100076
为实现更高灵敏度红外探测能力，分析了电荷处理能力与探测灵敏度之间的关系，提出了像素级数字积分探测技术。通过对红外成像链路中各噪声源的分析，建立了基于像素级数字积分探测技术的红外系统信噪比模型，并结合应用实例完成了系统关键指标参数的设计和噪声等效温差模型的仿真。仿真结果表明，像素级数字积分探测技术能够突破传统探测技术电荷处理量只有几十或几百兆电子的约束，实现千兆电子量级电荷处理能力和毫开级高灵敏度的红外系统性能。
成像系统 红外成像 探测灵敏度 像素级数字积分 电荷处理量 噪声等效温差 激光与光电子学进展
2016, 53(9): 091102
1 西南科技大学 信息工程学院， 四川 绵阳 621010
2 上海大学 通信与信息工程学院， 上海 200444
为解决经典AODV(按需距离矢量)路由协议中目的节点在已建立路由链路信号覆盖范围内随机移动时脱离其原来直接通信节点而断路、通信恢复时间长以及网络负载大等问题，对利用AODV协议Hello消息报文激活中间节点与目的节点的通信切换实现快速路由修复进行了研究，并得到改进后的路由协议AODV_L。仿真结果表明， AODV_L比经典的AODV路由协议减小了网络负载并缩短了路由修复时间。AODV_L更适用于目的节点在已建立路由链路信号覆盖范围内随机移动的网络，节点间通信具有更高的实时性。
Ad hoc网络 按需距离矢量 Hello消息 路由维护 Ad hoc network AODV Hello message route maintenance
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室,微系统技术重点实验室, 上海 200050
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中船重工远舟(北京)科技有限公司, 北京 100861
为实现微型化、抗电磁干扰、可长时间工作和可远距离传输的加速度传感器，提出了一种基于微机电系统(MEMS)非对称扭镜结构的光纤加速度计设计方案，并利用对角度变化非常敏感的双光纤准直器对扭镜的扭转角度变化进行检测。MEMS光纤加速度计由MEMS非对称扭镜结构、驱动电极和双光纤准直器等组成。分析了器件的加速度敏感原理和光纤检测原理，介绍了器件综合设计考虑，并给出了器件的结构参数。利用MEMS加工技术成功制作了MEMS光纤加速度计样品。对加速度计进行了实验测试，加速度计的输出实验值与理论值吻合。测试结果表明，该加速度计量程为±2g，带宽为600 Hz，分辨率优于10-4g,且具有良好的线性度和重复性。该 MEMS光纤加速度计将MEMS敏感结构与光纤检测相结合，兼备了两者的优点，结构紧凑、制作工艺简单。
传感器 微机电系统 加速度计 光纤传感器 光纤检测 微加工
1 中国科学院 上海微系统与信息技术研究所 传感技术国家重点实验室微系统技术重点实验室,上海 200050
2 中国科学院大学, 微系统与信息技术学院, 上海 200050
提出了一种基于微机电系统(MEMS)扭镜结构的光纤磁场传感器, 并利用对角度变化非常敏感的双光纤准直器对扭镜的扭转角度进行了检测。该MEMS光纤磁传感器由MEMS扭镜结构、磁性敏感薄膜和双光纤准直器组成。文中分析了器件的磁敏感原理和光纤检测原理, 介绍了器件综合设计方法, 并给出了器件的结构参数。利用MEMS加工技术成功制作出了MEMS光纤磁传感器样品, 最终得到的磁传感器的尺寸为3.7 mm×2.7 mm×0.5 mm。对磁传感器进行了实验测试, 得到的输出实验值与理论值吻合。测试结果表明, 该磁传感器的光纤检测灵敏度可达到0.65 dB/mT, 最小可分辨磁场可达167 nT。将MEMS敏感结构与光纤检测相结合, 该传感器兼备了两者的优点, 结构紧凑、制作工艺简单、工作时无需电流激励。
光纤传感器 磁传感器 微机电系统 光纤检测 磁性薄膜 optical fiber sensor magnetic sensor Micro-electro-mechanical System(MEMS) optical fiber detection magnetic film
1 中国科学院 上海微系统与信息技术研究所 微系统技术重点实验室传感技术联合国家重点实验室, 上海 200050
2 中国科学院 研究生院, 北京 100039
为了在限定驱动电压下获得大镜面尺寸、大扭转角度的微镜阵列, 提出了一种多台阶平板静电驱动结构的微镜阵列。理论分析了多台阶平板结构与平行平板结构在静电驱动时的区别。研究了多台阶平板结构的制作工艺并采用体硅加工工艺制作了多台阶平板静电驱动的微镜阵列, 获得了微镜面尺寸达到600 μm×200 μm, 包含52个微镜面排布, 占空比高达97%的微镜阵列。测试表明, 制作的微镜面结构在驱动电压为164 V时可以实现最大1.1°的扭转角度, 相对于传统的平行平板静电驱动结构大大降低了驱动电压。
微光机电系统 多台阶平板 平行平板 静电驱动 微镜阵列 高占空比 Micro-optoelectromechanical System(MOMES) multi-terraced-plate parallel-plate electrostatic driving micro-mirror array high fill-factor
太赫兹光谱测量技术由于其非接触性、相干性和瞬时性成为研究半导体纳米材料的有利工具。近年来,太赫兹光谱技术在研究半导体纳米晶、量子点等微型结构的光电性能和光电转换特性方面取得了一系列成果。就太赫兹光谱技术在纳米半导体材料中的应用和最新进展进行了较详细的分析和归纳总结。
太赫兹时域光谱 光抽运-太赫兹探测 半导体 纳米材料 激光与光电子学进展
2009, 46(12): 59
