论述了多碱阴极及光致荧光的特点, 测量了多碱阴极在514.5 nm和785 nm波长激光激发条件下的荧光谱。结果表明, 多碱阴极在514.5 nm波长激光激发条件下, 荧光峰值强度比785 nm波长激光激发条件下荧光峰值强度强40倍, 说明514.5 nm波长的电子跃迁几率低于785 nm波长的电子跃迁几率, 同时514.5 nm波长激光激发的荧光峰值波长为860 nm, 而785 nm波长激光激发的荧光峰值波长为870 nm, 514.5 nm波长激光激发的荧光峰值波长与激发光波长的偏移为345 nm, 而785 nm波长激光激发的荧光峰值波长与激发光波长的偏移仅为85 nm, 说明514.5 nm波长激发的跃迁电子的能量损失远大于785 nm波长激发的跃迁电子的能量损失。原因是短波光子的能量较高, 所激发的跃迁电子来源于较深能级, 因此能量损失较大。多碱阴极的量子效率在2.11 eV达到最大, 当光子的能量大于2.11 eV以后, 由于跃迁电子的能量损失随光子能量的增加而增加, 因此多碱阴极的量子效率随光子能量的增加而减小。多碱阴极的量子效率与电子跃迁几率成正比, 但实测的量子效率曲线与电子跃迁几率曲线的峰值波长不一致, 原因是随着光子能量的增加, 跃迁电子的能级也增加, 当电子跃迁的几率达到最大并下降时, 尽管跃迁电子的几率减小, 但因电子跃迁的能级还在提高, 因此量子效率仍在增加。只有当跃迁几率的因素超过能级的因素以后, 量子效率才随光子能量的增加而减小, 因此造成量子效率曲线的峰值波长与跃迁几率的峰值波长不一致。通过多碱阴极光致荧光谱的分析, 揭示了多碱阴极电子跃迁过程中的客观规律, 解释了多碱阴极量子效率在达到最大值之后, 量子效率随光子能量增加而减小以及多碱阴极量子效率存在短波限的原因。

受材料、制造工艺等因素的影响, 红外焦平面阵列探测器均存在一定数量的盲元。在分析探测单元响应特性的基础上, 提出一种双参考辐射源＋定义检测算法。实验结果表明, 该算法具有盲元误检率低, 查找快速等优点。

针对HgCdTe焦平面红外探测器封装的特殊性, 提出了芯片粘接胶的选用原则, 影响粘接质量的主要因素, 以及粘接工艺优化方法。提出了用于封装HgCdTe MW 320×256探测器的低温胶X1, 并对该胶做了一系列可靠性实验。实验证明, 低温胶X1满足该探测器的封装要求。

窄带滤光片设计中的一些参数, 会对其性能产生影响。为了揭示它们之间的变化关系, 在光学薄膜设计软件Essential Macleod中进行了模拟实验。主要针对窄带膜系中的高低折射率之差, 干涉级次, 反射层层数和腔数对其通带半宽度、矩形度和陡度的影响进行了分析, 并得到了它们的影响规律。对于进行窄带滤光片的设计有一定的指导作用。

利用特征矩阵法, 研究了光波正入射到光子晶体时, 一维光子晶体的带隙结构随周期数的变化。结果表明, 对于不含缺陷层的光子晶体, 随着光子晶体周期数的增加, 光子晶体的带隙宽度变化不大, 而带隙率变化明显。对于含缺陷层的光子晶体, 在缺陷层两侧周期数相同时, 周期数的增加使得光子晶体的“光谱挖孔”效果明显; 在其两侧周期数不同时, 只有在两边周期数接近时“光谱挖孔”才有一定的效果。

针对384×288长波量子阱焦平面探测器, 设计了一个变倍比为20×的长波连续变焦光学系统,其工作波长范围为8～9 μm, F数为3, 可实现18.5～367 mm的连续变焦。该系统由机械补偿变焦物镜和二次成像系统组成, 包括6片透镜和2片反射镜, 具有大变倍比、高分辨率、小体积、高像质等优点, 并用ZEMAX光学设计软件进行了仿真计算和像质评价, 在奈奎斯特频率20 lp/mm处, 系统全焦距范围内的MTF接近衍射极限。

针对长波制冷式384×288焦平面探测器, 设计了一款大变倍比长波红外连续变焦距光学系统。整个系统由8片透镜及两个反射镜构成, 工作波长范围为7.7～9.3 μm, F数为3, 满足100%冷光阑效率, 变倍比为25:1。采用CODE V光学设计软件进行优化设计, 设计结果表明, 该系统具有结构简单、变倍比大、体积小、像质好等优点。

针对数字微镜阵列DMD(Digital Mirror Device)红外视景图像存在对比度低、非均匀性等问题, 提出了一种基于调制传递函数MTF(Modulation Transfer Function)的自适应增强算法, 首先通过检测图像线性边缘和提取最佳区域获取线扩展函数, 然后利用线扩展函数与MTF间的关系完成MTF的自动检测, 最后运用维纳滤波完成图像复原增强处理。仿真实验表明, 该算法能有效提高对比度和降低图像的非均匀。

为解决复杂空中背景下红外弱小目标的快速检测, 提出了一种基于遗传算法的检测思路。该思路主要是通过利用遗传算法高效快速的搜索方式, 结合传统的红外小目标检测算法, 最终实现红外弱小目标的快速检测。最后通过MATLAB编程后, 实现了复杂背景下红外小目标的快速检测。通过仿真及与相应的传统算法的比较, 发现了遗传算法自身的优势和劣势, 最后说明了遗传算法在红外小目标检测领域广阔的应用前景。

相对于现有红外场景仿真技术而言, 基于数字微镜器件(DMD)的动态红外场景仿真技术具有高图像分辨率、高光学效率、高亮度等优点, 已逐渐成为红外目标成像仿真技术发展的主要方向。结合国内外研究现状, 详细阐述了基于DMD的红外场景仿真技术原理及其工作过程, 探讨了灰度调制和转换效率计算问题, 最后对几个关键技术问题进行了归纳。

建立了基于运动学模型的机载红外被动测距算法。在算法中, 根据目标的方位和俯仰角度信息, 利用状态预测滤波的方法来测量目标的距离, 并结合卡尔曼滤波技术降低测距的误差。仿真分析表明: 当机动时间达到20 s的时候测距误差基本能控制在10%左右, 随着机动时间的增加, 误差变化率趋于稳定。该算法适用于机载红外搜索/跟踪系统对空中目标的被动测距。

进行了烧结温度、保温处理、不同的掺杂Sb浓度对电热膜的膜阻特性和温度特性的影响以及提高膜层发射比方法的研究, 筛选出“电热膜液”和“高发射膜层涂料”配方, 采用蒸镀和喷射法制备出具有“双层膜结构”的高效节能红外电热膜管式加热元件, 测试结果表明, 管式电热膜加热元件表面温度、方阻均匀, 辐射波长2.5～15 μm, 全发射比大于0.92。

综述了三种民用车载视觉增强系统的性能特点与研究现状, 分析了民用车载视觉增强系统的发展趋势。首先简述三种民用车载视觉增强系统的工作原理, 并对三种系统的典型产品进行了性能比较; 然后介绍了三种系统的国内外发展情况以及主要产品特点; 最后分析了民用车载视觉增强系统的发展趋势。