隐身飞机与新型红外干扰技术的发展, 对空空导弹的红外探测与抗干扰能力都提出了更高的要求。红外成像探测系统是实现红外空空导弹远距离探测目标的关键, 其所提供的目标、背景和干扰信息是红外空空导弹实现目标识别和抗人工与背景干扰的基础, 因此, 红外探测技术的发展是影响红外空空导弹未来发展方向的关键之一。本文首先介绍了空空导弹红外成像探测技术的现状与特点, 最后分析了空空导弹红外成像探测系统的关键技术和发展方向。

检索中国科技期刊近 5年已发表的红外热成像检测技术在中医领域的研究文献 51篇, 从红外成像检测在辅助中医诊断、指导临床治疗与疗效评估, 以及对中医基础理论的研究等方面, 陈述红外热成像技术在中医领域目前研究现状, 分析其在中医领域应用的优势特点, 并对未来研究方向提出建议。

本文以硅溶胶为磨料颗粒、次氯酸钠( NaClO)为氧化剂制备适用于 CZT晶片的化学机械抛光液。采用 XPS能谱分析 CZT表面元素化学态, 研究 CZT化学机械抛光过程中抛光液的化学作用机理, 使用激光干涉仪、原子力显微镜研究抛光液中 NaClO含量对晶片抛光速率、晶片表面 PV值及表面粗糙度 Ra的影响。结果表明, 硅溶胶 -次氯酸钠抛光液通过与 CZT晶体中 Te单质或 CdTe发生化学反应, 生成 TeO2。随后在一定压力下, 抛光盘与 CZT晶片发生相对运动, 并在硅溶胶磨料颗粒的辅助作用下去除反应物。当 NaClO含量在 2%～10%时, 随着 NaClO含量的增加, 晶片表面 PV值和粗糙度 Ra值先降低后升高, 去除速率则随着 NaClO含量的增加而增加。NaClO含量为 6%时, PV值和 Ra值最低, 得到的晶片表面质量最好。

本文通过共沉淀法, 以草酸为沉淀剂, Ca2＋、Y3＋共掺杂 CeO2来降低其高温下红外发射率, 并且 Ce0.8Y0.15Ca0.05O2-δ粉体发射率最低, 最小值为 0.271。再用两种不同沉淀剂 KOH及 NH4HCO3分别合成 Ce0.8Y0.15Ca0.05O2-δ粉体, 所得结果可知, KOH为沉淀剂所合成的 Ce0.8Y0.15Ca0.05O2-δ粉体发射率最低, 最低值为 0.223。通过γ射线辐照处理 Ce0.8Y0.15Ca0.05O2-δ粉体, 可使其最低发射率由 0.271降至 0.187。

利用射频溅射方法制备了非晶态 Hg1－xCdxTe薄膜(x＝0, 0.22, 0.50, 0.66, 1), 在 80 K～300 K温度范围内, 研究了 Cd组分 x对暗电导的影响。当温度 T＞210 K时, 随着 Cd组分增加, 暗电导减小; 当温度 T＜210 K, 随着 Cd组分增加, 则暗电导增大; 当温度 T＝210 K时, 暗电导几乎与 Cd组分无关。这可能是由于随着 Cd组分增加, 薄膜中的缺陷增加所致。 a-Hg1－xCdxTe(x＝0、0.22、0.50、 0.66和 1)薄膜中存在扩展态电导和局域态电导, Cd组分 x越大, 两种导电机制的转变温度 Tm也越高。在 T＝300 K时, 利用暗电导的激活能估算出了非晶态 Hg1－xCdxTe薄膜的迁移率隙 Eg, 随着 Cd组分 x增加, 迁移率隙 Eg微弱减小。

为了研究真空系统中被加热的蓝宝石衬底应力的变化, 利用有限元分析方法, 借助 ANSYS Workbench软件仿真了温度场以及应力场, 对两种不同结构的加热器及加热工艺参数进行了分析。用多圈钨丝螺旋结构外加抛物面釜的加热器, 并改变工作电流, 将 200℃下温度差异由 41.13℃降低至2.33℃, 使厚度为2 mm、直径40 mm的蓝宝石衬底整个圆面内的应力差异由2.11 MPa减小为1.56 MPa, 应力差异减小了 26.1%。结果表明, 采用多圈钨丝螺旋结构外加抛物面釜可获得高均匀性的加热器温度场, 且当工作电流为 12 A时, 加热的蓝宝石衬底整个表面应力分布均匀。并采用蓝宝石衬底的应力检测结果进行了验证。研究结果对真空系统中被加热的其它材料如 GaAs、InGaAs、GaN、Si、石英玻璃等应力分析研究具有一定的借鉴意义。

选择不同粘度的料浆制得涂层, 探究粘度对于涂层各性能的影响。对制得的涂层进行表面观察, 采用发射率仪、色差仪及光泽度仪分别对其发射率、明度及光泽度进行测试, 并采用 SEM对涂层表面形貌进行分析, 最后测试涂层的力学及耐盐雾性能。结果表明: 当料浆粘度在 15～20 s时, 涂层表面状况较好, 铝粉可以被炭黑粒子均匀地覆盖, 涂层明度约为 53, 光泽度低至 6.5, 改变颜色的同时仍满足低发射率的要求, 约为 0.14, 且涂层具有优异的力学性能及耐盐雾性能。

图像配准是一项基本而又非常关键的图像预处理技术。在很多应用领域, 要求配准精度达到亚像素级。现有的相位相关法具有精度高、计算简单等特点, 但是随着图像规模的增大, 计算付出的时间代价是巨大的。本文提出基于 SURF和矩阵乘法相位相关法的超大规模遥感图像亚像素配准算法, 采用化整为零的方法, 首先把整幅图像划分成不同区域, 其次使用改进的 Canny算法进行边缘分割, 去除无用信息, 再次使用 SURF算法提取特征, 最后在关键点周围使用矩阵乘法相位相关估计图像亚像素偏移量。实验表明本文提出的算法不仅提高了算法运行速度, 同时也解决了图像尺寸太大导致一般计算机无法处理的问题。并且由于矩阵乘法相位相关的良好抗噪声特性, 因此即使存在噪声, 算法仍然可以获得较高的亚像素偏移量估计精度。

针对传统加权平均融合算法和渐入渐出融合算法仍然存在相对明显的拼接痕迹, 提出一种三角函数权重的图像拼接算法。首先, 对参考图计算图像重叠区域从左边界开始每一列像素所占重叠区的比例, 将其用相应的角度表示; 然后计算角度对应余弦值的平方, 将此结果作为参考图的权重信息; 对于目标图, 计算靠近右边界的每一列所占重叠区的比例, 并用角度表示, 然后计算该角度对应正弦值的平方, 将此结果作为目标图的权重; 最后用计算得到的 2个非线性的权重对两幅图进行图像拼接。实验结果表明无论摄像机是否在曝光差异较大情况下进行拍摄, 改进的图像融合算法效果更好。

针对红外线列扫描系统所特有的垂直于扫描方向的条状噪声, 本文采用 Tendero所提出的基于中值直方图均衡的校正算法对其进行非均匀性校正。并且在计算中值直方图时, 采用 IQR加权算子来弥补采用高斯加权算子时所导致的过度平滑问题。实验表明, 本算法简单快捷, 易于工程实现, 不仅可避免一般场景法存在的“鬼影”问题, 而且具有较好的图像视觉质量。

针对目前微观夜视仪器产生单色图像的缺陷, 提出了一种单通道三波段的彩色夜视方案。简要介绍了单通道三波段彩色夜视系统的工作原理, 重点论述了该系统的设计方法, 并对滤光片的光谱透过率、色轮的窗口数量、荧光屏与 CCD光电阴极的耦合方式等问题进行了计算和分析。在单通道三波段彩色夜视系统装置研制基础上, 开展了彩色夜视实验, 成功得到色彩较为真实的夜视图像。

为了实现长线列红外探测器双模式成像装置的两种工作模式, 需要在成像装置中增加摆镜控制系统, 而高速扫描时的扫描线性度和静止时的位置稳定精度是本系统设计的关键因素。本文着重论述了摆镜控制系统的整体设计和指标要求, 基于这些指标, 提出了一种高线性和高稳定精度摆镜控制系统的实现方案。并利用 Simulink进行了仿真, 验证该方案切实可行。

针对现有 MEMS零位随机漂移的缺陷, 本文建立关于温度约束的确定性模型 MEMS陀螺零位漂移补偿模型。首先, 依据 MEMS陀螺信号的测量模型, 将陀螺信号误差分解为确定性误差和随机性误差, 针对由温度引入的确定性误差, 建立温度 -零偏和温度 -主频率分量确定性约束模型, 有效消除信号序列中的温度引入趋势项和辨识周期项; 其次, 利用自回归滑动平均模型( Auto-Regressive and Moving Average Model, 简称为 ARMA模型)逼近 MEMS陀螺信号中的随机误差项, 准确地预测出随机误差的变化趋势; 最后, 采用 Kalman滤波优化 ARMA模型的预测效果, 进一步提高模型的状态估计精度。理论分析和实验结果验证了该模型的鲁棒性和有效性。

传统的光学成像技术是通过探测器对视线区域内的场景成像, 而非视域成像技术是对观察者视线之外的区域进行成像, 它通过一个中介面, 对被其他物体遮挡住的隐藏物体成像(如拐角处、烟雾后等), 是近年来刚发展起来的一种新的光学探测技术。该项技术对于反恐、灾难救援、城市交通等都有重要意义。本文针对国内外非视域成像系统的特点进行总结分析, 根据成像系统的成像机制不同, 将目前非视域成像系统分为 4种主要类型, 分析其应用的优缺点, 并从成像装置、成像分辨率和重建算法几个方面分析其研究趋势。

针对结构光立体视觉系统快速标定问题, 本文提出了一种多线结构光单目视觉测量系统的快速标定方法, 该方法可以同时完成多个线结构光的标定, 不必每一个线结构光单独标定, 从而实现相机与线结构光的快速标定。具体为相机内参采用张氏标定法提前标好, 外参标定采用设计的三维阵列立柱靶标配合实现。在已知三维阵列立柱靶标各立柱端面中心点对应物像坐标后, 可得到二者间的旋转和平移矩阵; 在线结构光投射到对应不同高度立柱端面上后, 根据以上物像关系可得到端面光条坐标, 利用该坐标可拟合出激光平面方程, 进而可建立起各激光面与相机之间的变换关系, 完成系统标定。

观测距离和视角是影响红外热辐射检测精度的两个关键参量。为评估观测距离和视角对红外热像仪测温精度的影响, 实验测量了不同观测距离和视角条件下的温度, 并对测量的实验结果进行了分析。结果表明随着目标的观测距离和视角的增大, 红外热像仪的测温精度均出现一定程度降低, 通过对实验数据进行拟合补偿了距离和视角造成的误差。

空间热流计算是空间目标热特性及红外特性分析的基础, 针对传统蒙特卡洛法在计算空间目标热流时存在耗时较多的不足, 提出了基于图形加速的改进的蒙特卡洛热流计算方法, 并分别采用传统算法和改进算法计算了卫星的太阳热流, 数值分析表明改进算法在保证同等计算精度的前提下, 显著提高了卫星太阳热流的计算速度。

测定硫脲分子 N-C＝S伸缩振动模式( νN-C=S)的红外光谱( IR)。研究发现: 在 1500 cm－1～ 1430 cm－1、1450 cm－1～1350 cm－1和 1120 cm－1～1050 cm－1的频率范围内, 硫脲分子 νN-C=S分子中分别存在着 3个特征谱带, 分别归属于 νN-C=S(Ⅰ)-1、νN-C=S(Ⅱ)和 νN-C=S(Ⅲ)。最后采用二维红外光谱技术(2D-IR)进一步来研究温度变化对于硫脲 νN-C=S红外吸收强度及其变化顺序的影响。本项研究拓展了二维红外光谱技术在 νN-C=S的研究范围。