小型折反式短波红外光学系统设计

为解决纯折射式光学系统不易实现长焦小型化设计以及纯反射式光学系统不易实现较大视场的技术问题,采用折反式光学结构形式设计了一种焦距为500 mm、工作波段为0.9~1.7μm、F数为5的短波红外成像光学系统。该系统由抛物面主镜、二次曲面次镜以及后组透镜组成,光学系统总长度小于138 mm。设计结果表明,该系统结构紧凑、体积小、成像质量良好,在探测器对应的特征频率33 lp/mm处的调制传递函数(Modulation Transfer Function, MTF)值大于0.55,接近衍射极限。整机装配完成后进行了MTF测试及外景成像测试。实际测试结果与设计分析一致,满足应用需求。

基于ACTELFPGA短波红外成像系统设计与研究

针对短波红外探测在各个领域的重要作用,采用Sofradir 320×256短波红外探测器,基于ACTEL公司的FPGA芯片APA600,设计并实现了短波红外成像系统,并对几个关键性设计进行了分析。该系统具有低功耗、小体积、高速率、可控性好等特点。实验结果表明该系统能够满足设计要求。

小型机载高光谱成像仪在高山峡谷地区遥感地质岩性解译应用

【研究目的】水利工程项目通常位于地势险峻的山区,交通不便、环境恶劣,勘察工作十分艰苦。同时,视界限制使地质人员不能整体上掌握地质体的面貌,尤其在高山峡谷地区,人力、物力及时间成本耗费巨大。高光谱遥感技术在地质领域中的应用主要集中在地物分布反演方向,通过未知地物与已知矿物之间相同的特征吸收峰来判定地物种类,利用其极高的光谱分辨率、空间分辨率和“图谱合一”的特性,可对高山峡谷区的地物目标进行精细分类,从而提高地质调查工作的效率,降低风险。【研究方法】中水北方勘测设计研究院利用中国地质调查局南京地质调查中心自主研发的高效率小型机载高光谱成像光谱仪,首次对位于甘南藏族自治州迭部县高山峡谷地带的工作区进行高光谱遥感对地探测,获取了工作区航空高光谱影像数据。采用最小噪声分离法、波段比值分析法对高光谱遥感数据进行岩性解译。【研究结果】结果表明:以白龙江为界,以北大部分为板岩及第四系黄土,以南则大部分为灰岩。解译结果与已知区域地质图岩性分布一致。【结论】本次研究验证了国产高光谱成像仪的可靠性与实用性,同时提高了水利工程前期地质勘查工作的效率和水平,并提供了险要地形地质勘察的一手资料。

短波InGaAs红外面阵视频成像系统技术研究

短波红外是红外探测领域的重要应用波段。针对短波红外在薄雾、阴霾、夜晚等条件下的视频成像应用背景,提出了完整的面阵凝视视频成像系统方案,基于320×256短波红外InGaAs面阵探测器完成了成像系统原理样机的设计和性能测试,且为满足视频级数据流的实时性要求,基于FPGA实现了硬件上的非均匀性校正。实验结果表明:成像系统电路设计合理有效,噪声低、体积小,满足系统指标和探测器工作要求,探测器在视频工作条件下性能良好,获取了有效的高质量短波红外视频图像。

短波红外偏振成像技术的研究进展

与传统成像系统相比,偏振成像系统通过探测目标物在不同状态下的明显偏振差异,提高对目标物的探测和识别能力,因而被广泛应用于复杂环境或有伪装物的目标探测。特别是短波红外谱范围的信息探测可以提供人眼所不能看见的分辨率和细节,是目前军事和民用领域的重点研究方向之一。这篇综述归纳总结了传统偏振成像系统的结构分类及其特点,探讨了新型微纳偏振成像系统的研究进展,并针对目前短波红外偏振成像技术存在的主要问题提供了可行性分析和建议。

短波红外成像变焦匀化激光照明系统（英文）

针对近年来得到迅速发展的短波红外成像系统,分析了增加激光主动照明的必要性.目前常用的激光照明匀化方案均匀性均不高,达不到照明成像的要求.提出了连续变焦激光照明系统,使用成像镜头把光纤端面的像直接成像在被照明表面,照明光斑均匀.分析了变焦照明系统的设计理论,设计了25倍变焦的短波红外激光照明系统.该照明系统的光学镜头由3组镜片组成,由凸轮结构实现连续变焦.体积小,结构简单,变焦倍数大.最终实现了2～50°的照明角度连续变化.照明光斑均匀度达到92.7%.进行了野外成像实验,对人员识别距离可达1.2 km.设计的连续变焦激光照明系统对提高短波红外成像系统的夜视能力具有较高的意义.

精准农业观测高数值孔径短波红外成像光谱仪光学系统

研究了一种在1.0～2.5μm短波红外波段上可用于机载精准农业观测的成像光谱仪光学系统。研究分析了用于精准农业探测所需的成像光谱仪科学性能参数,着重改进了Dyson成像光谱仪系统并获得了完善的消像散条件,使得其各组成部分在沿光轴方向和垂直光轴方向均具备足够的空间,确保了狭缝、探测器和光学镜片的光机结构放置。设计成像光谱仪具备良好光学性能,光学系统F数为1.5,视场28°,狭缝长度25 mm,光谱分辨率12.7 nm,空间分辨率1 mrad,系统像差得到充分校正,公差比较宽松。该系统的研究将为精准农业遥感应用提供一种思路。

可同时在近红外和短波红外谱区成像的系统 美国专利US7280273 （2007年10月9日授权）

许多成像应用如军事、生物医学、望远镜、侦察飞机、卫星、前视红外、凝视传感器系统、夜视镜以及其它光学和／或电光探测系统，都要求能在近红外和短波红外两个谱区进行探测。按照传统，在这两个谱区进行成像需要使用装有独立探测器的独立折射透镜系统，或者使用装有多个反射镜的反射系统。

斑纹对激光距离选通短波红外成像系统目标识别性能的影响(下)

5野外比较 为了从激光距离选通短波红外摄像机中获得一系列图像以验证斑纹模拟的真实性,有关人员于2001年6月19日进行了数据采集.他们制作了一块8英尺×8英尺的目标板并把它安装在一辆卡车的车身上以便于从一个位置转移到另一个位置.一块具有固定反射率的帆布被悬挂在目标板上以形成均匀的大面积目标.

基于FPGA的红外成像处理组件小型化研究

文章介绍了一种基于FPGA的红外成像处理组件小型化设计方法，所有算法都集成在一块FPGA上完成，采用新的自适应校正和增强算法，图像质量有明显改善。该微型红外成像处理组件稳定可靠，通用性强，实时性更高、体积更小。

等角度与等时间采样控制技术在扫描成像系统中的应用研究

从理论上分析了在等时间采样控制技术下,遥感仪器对扫描系统稳定度的要求。探讨了等角度这一新型采样控制技术下应用于未来遥感仪器的可行性。并将这两种采样控制技术成功应用于自行研制的短波红外成像仪,得到了清晰的短波野外红外图像。

超分辨小型高速目标识别系统

本文分析了红外玫瑰线扫描超分辨成像原理，提出小型化高速目标识别系统设计方案，给出了基于专用快速低功耗ＤＳＰ芯片和可编程逻辑器件的系统实现。与文［３］实现的系统相比较研究表明，该系统具有体积小，图像分辨率高，目标检测概率大等优点。

基于波前编码的扩展景深短波红外成像系统

短波红外波段具备全天时、全天候成像的优良潜力,借助焦平面探测阵列在现代社会发挥着日益重要的作用。为了解决短波红外成像系统的离焦问题以提升平台适用性,将波前编码技术引入短波红外波段。针对无法配置调焦机构的轻小型短波红外成像系统,在光瞳位置放置三次方型相位板扩展景深。将相位板参数转换为径向坐标系数,利用调制传递函数一致性和图像可恢复性优化该系数。利用640 pixel×512 pixel的短波红外图像仿真波前编码成像性能,通过Lucy-Richardson经典算法还原中间模糊图像。光学设计和图像仿真结果表明,波前编码系统至少在±20倍景深范围内能够有效降低系统对离焦的敏感性,复原图像峰值信噪比最高可达38.5038 dB。

一种用于海洋目标探测的模块化多通道成像系统

高性能多通道系统可以部署在成本合理的小型无人机上，用于海洋哺乳动物调查、搜索与营救、边界巡逻以及沿海侦察行动。装在无人驾驶飞机系统上的电光／红外传感器组件已被用于鲸探测、一般态势感知以及高反差目标探测与跟踪。虽然最近的研究工作已经引入了自动目标探测算法，但是由于受视频数据质量的限制，这种传感器的性能依然没法提高。

短波红外摄像机

Goodrich传感器公司推出一种型号为SU320KTX-1．7RT的军民两用短波红外摄像机。这种摄像机采用间距为40μm的320×240元InGaAs焦平面列阵，并配有非均匀性校正、自动增益和显示增强算法。摄像机的尺寸为3．8in见方，重量不到90g，功耗小于1．6W，可安装在无人驾驶的飞行器、车辆和机器人中，或者安装在手持式和便携式系统中，其应用包括隐蔽监视、成像光谱学、天文学、发射显微学和机器人视觉。

超广角短波红外成像光谱仪前置光学系统设计

为提高机载短波红外(SWIR)推扫式成像光谱仪遥感工作效率,获取更大的地面覆盖宽度,对视场角(FOV)达到90°的超广角前置光学系统进行了研究。针对传统折射式短波红外(1～2.5μm)系统在长波端透射率低的问题,提出了采用新型偏轴反射型式进行前置光学系统设计的思路。归纳了矢量像差理论所描述的控制偏轴系统三阶像差的方法。通过初始结构求解,在优化中控制像方远心及畸变,设计了焦距15mm、相对孔径1/3.5、视场角达到90°的偏轴反射式前置光学系统,在奈奎斯特频率处的平均调制传递函数(MTF)优于0.68,边缘视场的相对照度达到88%,且不存在材料吸收引起的透射率下降问题。同时对畸变影响下的推扫图像也进行了仿真。该光学设计应用于大视场短波红外成像光谱仪,可极大地提高系统的探测灵敏度。

西安光机所新型干涉光谱成像技术研究取得重要进展

据www．opt．ac．cn网站报道，近日，中科院西安光机所新型干涉光谱成像技术研究取得重要进展，以光谱室胡炳研究员为首的研究团队在国内率先将离轴三反光学系统应用于短波红外干涉光谱成像系统中，并成功研制了基于M-Z像面干涉光谱成像的离轴三反桌面样机系统。

Optem~?FUSION~?SWIR透镜系统

埃赛力达近期为其Opten?FUSION?微探测透镜系统推出了新的扩展功能。在升级改造后,它能满足短波红外(SWIR)传感器不断增长的需求及工业4.0制造所需的机器视觉要求。现在,该透镜系统可为关键的可见光(400nm^700nm),近红外NIR(700nm^1100nm)和短波红外波段SWIR(900nm^1700nm)提供真正的多色成像性能。

FY-3A MERSI短波红外通道图像增益突跳自动识别和归一

搭载于我国第二代极轨气象卫星风云三号A星(FY-3A)上的中分辨率光谱成像仪(MERSI),肩负着获取全球图像和辐射资料的作用。然而,太空环境影响等因素,导致短波红外通道发生在轨增益突跳现象,大大限制了数据的定量应用。通过对冷空、星上定标器和黑体等MERSI星上观测目标的分析,选择冷空作为增益突跳识别的指征目标。提出自动识别、增益归档和档位归一化方法,采用日识别和天内精检测的方法获取增益突跳时空信息,采用分类统计突跳数据的方法获取突跳的在轨增益档位,并利用星上定标源目标和对地观测图像进行归一化效果验证,实现了对1.64μm和2.13μm两通道整个生命期91次和18次突跳事件的精确定位,获得了8个在轨增益档位和全部突跳事件的档位信息,并得到了理想的归一化效果验证。研究结果同样显示,增益突跳事件大多发生在对地目标扫描过程,而且每个探元增益突跳的时间不尽相同。由于地球目标的复杂性,基于物理方法很难实现对突跳帧图像的归一。该研究成果不仅有助于FY-3A MERSI图像质量的提升,而且对历史数据再处理也有重要支撑作用。

短波红外成像技术在军事上的应用进展

短波红外成像技术是一种高精度、高分辨率的成像技术,在军事领域具有广泛的应用前景。主要介绍了短波红外成像技术在军事上的应用进展,包括夜视,侦察与监视、遥感,遥感系统及红外成像制导等方面。通过对短波红外成像技术的研究和应用,可以提高军事作战的效率和精度,为国家和社会的安全与发展做出重要贡献。