微光夜视仪的作用距离估算与仿真

微光夜视仪是一种重要的夜视光电器材,而作用距离是其重要的性能参数之一。本文针对微光夜视仪的视距估算,分析比较了极限分辨率曲线法、光子受限法和修正的光子受限法等三种方法的视距估算原理,并利用VB语言编程开发了视距估算软件。实验结果验证了微光夜视仪作用距离估算模型的有效性。

环境照度对微光夜视仪器的影响

文中计算了微光夜视仪的最佳工作照度范围为10-2～11x;以一代微光夜视仪为例,估算了强光照度下对寿命的影响。

头盔式微光夜视仪中折/衍混合物镜的设计

为了使头盔式微光夜视仪结构更加紧凑和小型化,在成像物镜设计中引入衍射面,利用衍射光学元件(Diffractive Optical Elements,DOE)独有的负色散性质和光波面任意相位调制的特点,运用CODEV光学设计软件,设计了焦距为25 mm,视场为40°,相对孔径为1/1.2,全视场畸变≤5%的头盔式微光夜视仪的折/衍物镜系统,并讨论了适用于加工衍射面的结构参量。结果表明在物镜光学性能保持不变的情况下,所设计的折/衍物镜与传统物镜比较,成像物镜在使用两个衍射面后,提高了物镜的成像质量,镜片数由原来的9片减少到了7片,光学总长由原来的75.9 mm缩短为57.8 mm。

微光夜视仪分辨力计算方程的修正

分析了微光夜视仪典型分辨力计算方程存在的缺陷,从参数单位取值、噪声功率因子、大气透过率、系统传函与空间频率的匹配等方面对该方程进行了修正,建立了更为完善和实用的分辨力计算方程。结合某通用微光夜视仪进行了分辨力估算,验证了经修正后的分辨力公式的实用性,对微光夜视仪分辨力计算有较好的指导意义。

微光夜视设备强光防护阈值的试验方法探讨

随着现代光电子技术的飞速发展,微光夜视技术大大拓展了人们的观察时域,其设备广泛地应用于军用和民用等多个领域。然而,微光夜视设备在实用中不免受到多种“强光”的干扰,可能产生功能减退或者失效;因此,“抗强光”防护一直是研究人员关注的焦点。实施强光防护的前提无疑需要研究微光夜视仪的“抗强光”工作阈值等特性。文中针对微光夜视仪在非相干强光照射下的疲劳、损伤阈值开展了研究,对如何建立完整的实验及评价体系进行讨论,设计了多种对微光夜视设备进行初步测试的方案,对不同条件下的破坏情况进行讨论,为微光夜视设备的性能测试及相关防护手段的建立提供参考数据。

CCD在炮兵观察所微光图像采集中的应用

在对CCD图像传感器的特性进行分析的基础上,分析了CCD图像传感器在炮兵观察所微光图像采集中的应用,重点讨论了CCD与微光夜视仪的耦合,并指出了应用当中应该注意的几个问题及解决的途径。

直视型微光夜视仪分辨率的快速自动检测方法

为实现直视型微光夜视仪分辨率的自动检测,采用Hough变换的方法对特制的含有定位线的分辨率板图案进行定位,并利用对比度作为分辨率阈值来实现分辨率的自动判读。同时为了减弱电子噪声,提高Hough变换的定位精度,在图案定位过程中,利用形态学运算及多幅图像平均的方法。仿真及实验表明,该方法对分辨率检测的结果误差在1组以内。根据该原理制作的分辨率自动检测装置可实现对分辨率的自动检测,检测结果与正常情况下人眼判读结果一致。

微光夜视仪中目镜参数的选择

分析微光夜视仪器中目镜出瞳直径与焦距的选择问题。通过列表可直观、快速地得出有关目镜参数的最佳调整结果。

微光综合测试仪

分析GJB851-90《夜视仪通用规范》规定的测试方法及所使用的仪器,指出了这种测试方法所存在的缺陷。从测试仪器通用化观点出发,对所使用的观测仪器作了分解和简化,对测试方法也作了改进。以此为基础,讨论微光综合测试仪系列,并对测仪器的主要部件作详细的说明。

数字微光器件研究进展

数字微光器件作为新一代微光夜视装备的核心器件,相比于传统真空微光器件因具有数字化输出的优势而备受各国重视。本文综述了低照度CCD(charge-coupled devices)/CMOS(complementary metal oxide semiconductor)、科学级CMOS、像增强型CCD/CMOS、电子倍增CCD及电子轰击APS(active pixel sensor)/CCD等数字微光器件的研究现状,分析了数字微光器件的应用情况。最后,提出了微光技术和数字微光器件的发展趋势。

微光夜视仪用无铅高压陶瓷电容的研发

本文采用BaTiO3作为基料,SrTiO3、CaCO3、B i2O3.3TiO3等作为辅料,制备无铅高压陶瓷电容器介质材料,探索和研究了添加剂对介质材料性能的变化和影响,得到了介电常数可调、综合介电性能稳定的介质材料结果。从研究结果表明,在BaTiO3中加入摩尔数分数40%Sr-TiO3、15%CaCO3,3%B i2O3.3TiO2时,其εr为1305、tgδ为7×10-4、Eb为14.5 kv/mm;在-55～+125℃的工作温度范围内,电容率ΔC/C为+12.4%～-11.9%。可以满足在微光夜视仪的电源倍压电路中的应用效果,从而用无铅化组合高压陶瓷电容器的介质材料取代含铅化高压陶瓷电容器的介质材料。

微光夜视仪消热化结构设计

微光夜视仪结构主要由两部分组成:一部分是光学系统,包括目镜和物镜;另一部分是像增强器,即光电转换放大部分,包括像增强器及其必须的高压电源。消热化是指通过设计光学零件、光学系统结构来补偿温度的变化,从而保证仪器光学性能稳定的过程。

大口径光纤倒像器制备工艺研究

光纤倒像器是微光夜视仪的核心元件,大口径光纤倒像器可实现宽视场、大视野、远视距的探测,但现有的扭转成型工艺无法制备出合格产品,采用旋转差速扭转成型工艺和双内炉加热设计相结合的工艺,最终制备出性能指标符合要求的大口径光纤导像器产品。测试结果显示,扭转区域的角度集中量减少为5.98°/mm,对大口径光纤倒像器的边缘分辨率改善效果明显。

微光夜视成像系统最大作用距离估算与试验验证

微光夜视成像系统是一种常见的光电设备,其最大作用距离直接反映系统的综合性能,为系统设计考核的重要技术指标,它决定着设备对特征目标的发现、识别和辨认距离。论文在充分考虑系统设计参数对作用距离影响的基础上,结合基于光量子噪声和系统传递函数计算分辨力的方法,建立了较为全面的系统分辨力计算方程。结合某型微光夜成像系统的设计参数进行了最大作用距离估算,同时采用实装试验的方法对估算结果进行了对比,验证了估算方法的有效性,能为相同类型设备的技术指标考核提供技术支持。

大角度双波段探测成像分光器件的研制

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0.6~0.9μm波段高反、3.7~4.8μm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0.6~0.9μm波段反射率为90.77%、3.7~4.8μm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。