1 微光夜视技术重点实验室,陕西 西安 710065
2 长春理工大学物理学院,吉林 长春 130022
为获得高增益的电子轰击型CMOS(EBCMOS)成像器件,根据载流子输运理论,采用蒙特卡罗方法,研究了EBCMOS基底在不同掺杂方式和结构参数下的电荷收集效率。结果表明:当基底均匀掺杂时,减小掺杂浓度、降低基底厚度及缩小近贴距离可以有效提高电荷收集效率;当基底梯度掺杂时,减小重掺杂浓度区域的范围,可以有效提高电荷收集效率。仿真优化后器件的电荷收集效率最高可达到86.28%,为国产EBCMOS器件的研制提供了理论支撑。
光学器件 夜视技术 电子轰击型CMOS 电荷收集效率 梯度掺杂
光子学报
2023, 52(12): 1210003
西安工业大学电子信息工程学院,陕西西安 710021
针对夜视晕光图像区域特征差异大,导致融合图像视觉效果不理想的问题,提出一种可见光与红外图像分区融合的夜视抗晕光方法。先采用自适应阈值迭代法确定低频系数的晕光阈值,将低频系数划分为晕光与非晕光区域,在晕光区域采用非线性红外系数权值调节策略,依据图像晕光程度合理消除晕光;在非晕光区域采用灰度均值先验权值调节策略,提高较亮图像参与融合的权值,增强暗处区域的可见度。实验结果表明,本文方法对不同程度的夜视晕光场景均具有良好的适用性,能合理且有效地消除晕光,提高夜视融合图像的质量。
夜视抗晕光 图像融合 红外图像 Curvelet变换 night vision anti-halation, image fusion, infrared
江苏商贸职业学院 电子与信息学院, 江苏 南通 226011
针对红外夜视遥感系统成像质量差的问题, 提出一种目标与背景分离的多模态图像融合方法来改善红外夜视的成像质量。一方面, 采用注意力U-Net对红外与可见光图像的目标区域进行分割与融合处理, 利用U-Net强大的学习能力充分保留原图像中的目标信息; 另一方面, 通过引导滤波器对红外与可见光图像的背景区域进行分解, 采取不同的融合策略处理基层信息与细节层信息, 增强背景中的显著区域。在TNO数据集上的对比实验结果表明, 该方法在主观视觉评价与客观量化评价两方面均优于其它对比方法。
红外夜视系统 图像融合 图像质量增强 深度神经网络 引导滤波器 infrared night vision system image fusion image quality enhancement deep neural networks guided filter
针对固态成像型头戴夜视系统大视场、轻量化需求,对双目头戴夜视系统进行了物镜和目镜光学系统及机械装配结构设计,选用高强型碳纤维环氧树脂作为夜视系统壳体材料,利用Solid Works仿真软件优化设计了一款夜视系统壳体结构,并对壳体在极寒和高热条件下的热稳定性进行了有限元分析。仿真实验结果表明,在-40和50 ℃两种极端温度情况下夜视系统壳体的热应力均小于材料的屈服强度,最大应变对光学系统成像质量、显示性能和机械结构造成的影响极为有限,从而验证了壳体结构良好的耐温性和可靠性。
双目头戴夜视系统 结构设计 热稳定性 有限元法 光学系统 binocular head-mounted night vision system structural design thermal stability finite element method optical system
1 长春理工大学光电工程学院,吉林 长春 130022
2 长春理工大学中山研究院,广东 中山 528436
3 北京空间机电研究所,北京 100094
在微光夜视与红外成像融合的光学系统中,光通过55°放置的分光镜分成两束光,其中反射光被微光探测器接收进行微光夜视成像,透射光被红外探测器接收进行红外成像,通过图像融合技术来提高系统的成像分辨率。针对分光镜的参数要求,笔者选用Ge、ZnS和YbF3作为沉积材料,采用离子源辅助沉积技术在多光谱ZnS基底上制备了0.6~0.9 μm波段高反、3.7~4.8 μm波段高透的分光膜。通过对膜系结构的优化以及沉积工艺参数的调整,解决了膜层牢固度和面形精度等问题,实现了0.6~0.9 μm波段反射率为90.77%、3.7~4.8 μm波段透射率为91.15%的分光指标。附着力测试、摩擦力测试、高低温测试、恒温恒湿测试结果显示所制备的双面膜可以满足使用要求,但该膜的短波反射率和长波透过率仍有一定的提升空间。
光学器件 分光镜 微光夜视 中波红外成像 面形精度 中国激光
2023, 50(14): 1403101
1 中国人民解放军 32181部队,陕西 西安 710032
2 西安应用光学研究所,陕西 西安 710065
3 河北工业大学 人工智能与数据科学学院,天津 300131
4 郑州科技学院,河南 郑州 450064
基于CMOS器件的低照度夜视装备隐蔽性好,成本较红外热像装备低,是拓展人眼低照度条件下视觉感知的重要手段,在**和民用领域都有广泛应用。为满足夜间低照度天候条件下装备维修保障需求,设计了一款大视场低照度夜视头戴目镜光学系统。通过选择合适的光学玻璃材料,在可见/近红外波段均有很好的光谱响应。设计完成的大相对孔径目镜视场角为74.46°,焦距为46 mm,F数为1.2,畸变小于?7.14 %,系统总长小于80 mm,且镜头总质量小于100 g。该目镜在486 nm~950 nm光谱范围内能够满足夜间无照明条件下的维修、训练和场景观察,为低照度夜视头戴系统光学模组研制提供了新的技术手段。
光学系统 夜视头戴 目镜设计 大相对孔径 optical system night vision headwear eyepiece design large relative aperture