可见光/红外动态图像转换薄膜性质的研究

研究一种可见光/红外图像转换薄膜.从理论上分析转换薄膜工作的物理机制,并给出热传导方程的解及影响薄膜时间特性和空间分辨力的因素.提出周期结构薄膜方案,以提高转换器的空间分辨力.对薄膜型转换器进行了实验研究,实验测得的薄膜型转换器空间分辨力为6lp/mm,时间常数6ms,辐射波段8～12μm.应用该原理制作的图像转换装置得到的红外图像,可用于对红外成像仪器和设备进行性能检测和标定及红外成像仿真实验.

光纤阵列可见光/红外图像转换器的热力学性能研究

为满足日益提高的半实物仿真实验对目标背景图像源的要求,研究了一种微加工工艺制得的光纤阵列结构的可见光/红外图像转换器。建立了利用二次辐射原理实现可见光/红外图像转换的光纤阵列面板的三维模型,利用有限元热力分析光纤阵列温度响应的最高温度和时间特性随加载热量的关系,实验中,单个光纤阵列端面加载热功率为5μW时,转换器实现温度响应的最高温度超过420K,温度响应的上升和下降时间达0.1ms。结果表明:相比薄膜形式转换器,该光纤阵列结构的可见光/红外图像转换器在机械强度、耐高温等方面的性能有所提高,可以为红外成像半实物仿真实验提供高温高帧频的背景图像源。

基于模态转换的红外与可见光图像配准方法

针对红外与可见光两种模态图像的差异性,提出基于模态转换的红外与可见光图像配准方法。使用生成式对抗网络将可见光图像映射到红外光谱,减少可见光与红外图像的光谱的差异性;基于图像块的相似准则,提取两种图像局部邻域中的独特结构,引入归一化互信息作为配准度量,实现红外图像与可见光图像配准。实验结果验证了模态转换后的红外光谱信息对提取模态独立邻域特征的有效性,在同类算法中有较好的配准效果。

基于光纤阵列图像转换器的可见光生成系统

红外图像转换器技术是红外成像目标仿真技术的关键,用于研究如何在红外成像制导半实物仿真试验时模拟产生复杂场景的红外辐射。光纤阵列图像转换器是一种新型的红外图像转换器,该类转换器需要设计研制与之相匹配的可见光生成系统共同构成红外成像目标模拟器。针对某红外成像目标模拟器总体要求,给出了一种基于光纤阵列图像转换器的可见光生成系统设计实现方法,并对其关键性能指标进行了分析和测试。结果表明:该系统能够应用于红外成像半实物仿真,分析和测试方法为该类可见光生成系统的性能评估和优化设计提供了依据,具有一定的适用性。

基于MEMS的红外动态图像生成技术

提出了一种基于MEMS技术的红外动态图像生成技术。利用热传导方程，建立了可见光，红外图像转换膜的理论模型；介绍了可见光／红外图像转换膜制作的工艺流程，制作了一张像元数为512×512、像元尺寸为35μm的可见光／红外图像转换膜。并利用转换膜构造了红外动态图像生成装置，通过实验对红外动态图像生成装置的性能进行了研究。利用MEMS技术制作的可见光／红外图像转换膜可以工作在红外3～5μm和8—12μm两个波段。根据实验测得红外图像生成装置的空间分辨率为14lp／mm，在3—5μm波段，所生成红外图像的温度范围为250—440K，在8～12μm波段，所生成红外图像的温度范围为250—400K。

光纤面阵可见光吸收/红外辐射性能实验研究

介绍了一种用于红外动态场景生成的新型可见光/红外图像转换器芯片.采用离子刻蚀工艺制作芯片的吸收辐射膜,其可见光波段吸收率可以达到98.5%以上,3～5μm波段的红外发射率可以达到0.73,8～12μm波段的发射率达到0.82.测试证明,此吸收辐射膜完全满足红外图像转换芯片的应用要求.

可见光红外图像转换薄膜的研究

针对红外成像制导半实物仿真系统对图像转换器的需求 ,基于物体吸收能量后温度升高而产生热辐射的原理 ,设计并制备出一种新型金黑可见光 红外图像转换薄膜 ,建立了薄膜辐射的物理和数学模型 ,求解了薄膜一维和二维热传导的定解问题 ,分析了黑体薄膜时间和空间特性 ,提出了用周期性网格结构黑体薄膜提高转换薄膜的空间分辨率的方案 ,制备出的转换薄膜达到的技术指标为 :薄膜尺寸5 2mm ,像元尺寸 140 μm× 140 μm ,像元间距2 9μm ,时间常数 6ms,空间分辨率 6lp mm .

MEMS红外转换薄膜光驱动技术研究

微机电系统(MEMS)红外转换薄膜可将写入光图像转换为红外图像,已被广泛应用于红外目标模拟器。红外焦平面探测器与红外目标模拟器对接时,探测器的积分时间必须大于红外图像的显示时间,这样才能采集到红外图像的全部灰度等级。提出一种基于MEMS红外转换薄膜的光驱动技术,利用薄膜的热惰性对写入光图像的能量进行积分,进而降低对红外探测器积分时间的要求。对薄膜在光驱动状态下的温度特性进行仿真和实验测试,结果表明:薄膜生成的红外图像的灰度值与写入光图像的灰度值呈线性关系。红外图像的升温时间为9 ms,保持时间为1 ms,降温时间为10 ms,探测器通过对保持时间内任意时间段的积分,能够得到256位灰阶的红外图像。红外图像的温升最大值为112 K,单位灰度值对应的温度分辨率为0.44 K。

黑暗中的“火眼金睛”

自然界中的物体,除了具有我们所熟悉的可见光图像外,还具有一种红外热辐射图像。由于它所发出的是红外线,是一种不可见光。因此,人的眼睛是看不到的。