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期刊基本信息
红外与激光工程
(月刊,创刊于1972年)
主管单位:
中国航天科工集团有限公司
主办单位:
天津津航技术物理研究所
中国光学工程学会
主编:吕跃广
主要栏目
   » 红外技术及应用
   » 激光及光电子技术
   » 光学探测与成像技术
   » 光学系统设计
   » 精密光学加工
   » 微納光学
   » 太赫兹技术及应用
   » 光通信与光传感
   » 光电测量技术
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红外与激光工程  
  红外与激光工程—2017, 46 (1)   出版日期:2017-01-25
  本期栏目:光学设计与仿真 专家报告 太赫兹技术及应用 红外技术及应用 光电器件与微系统 光电测量 光通信与光传感 高光谱成像遥感 激光技术及应用 
专家报告

热红外高光谱成像仪的灵敏度模型与系统研制

王建宇, 李春来, 王跃明, 吕刚, 袁立银, 金健, 陈小文, 谢峰
红外与激光工程. 2017, 46 (1): 102001-0102001(7). ;  doi: 10.3788/IRLA201746.0102001
全文: HTML (1 KB)  PDF (2041 KB)  ( 267 )
摘要 ( 47 ) 引用本文
热红外谱段是对地观测高光谱遥感中非常有用的波段,受限于技术发展,热红外谱段的高光谱成像系统在国内的空间光电系统中并不多见,近年来在国家相关部门的支持下发展迅速,取得了较大进展。结合“十二五”期间研制的机载热红外高光谱成像仪系统,建立了信号流模型,对系统背景辐射进行了建模仿真,并对红外焦平面组件等效暗电流进行了分析测量,在此基础上得出了影响系统的探测灵敏度的关键因素,给出了系统设计低温光学100K制冷的设计依据。机载热红外高光谱成像仪研制完成后,还进行了探测灵敏度实际测量并与仿真结果进行了对比分析,对未来进一步发展热红外高光谱成像技术积累了重要数据。

“高分五号”卫星光学遥感载荷的技术创新

范斌, 陈旭, 李碧岑, 赵艳华
红外与激光工程. 2017, 46 (1): 102002-0102002(7). ;  doi: 10.3788/IRLA201746.0102002
全文: HTML (1 KB)  PDF (2065 KB)  ( 291 )
摘要 ( 82 ) 引用本文
介绍了高分五号卫星上由北京空间机电研究所研制的两台载荷的性能和技术先进性。其中,大气环境红外甚高光谱分辨率探测仪具有光谱分辨率高、太阳跟踪精度高、光谱定标精度高的技术特点。全谱段光谱成像仪具有谱段范围宽、空间分辨率高、辐射定标精度高的技术特点。与国内外同类载荷相比,两台载荷都达到了国内领先、国际先进的技术水平,使我国在空间高光谱分辨率和高精度观测能力上有了大幅提升。对两台载荷的技术先进性进行了分析,并给出了相关测试结果。最后,展望了后续多种高光谱载荷的发展方向。

数字化中波红外焦平面探测器组件研究进展

白丕绩, 赵俊, 韩福忠, 李立华, 王博, 姚立斌, 李敏
红外与激光工程. 2017, 46 (1): 102003-0102003(8). ;  doi: 10.3788/IRLA201746.0102003
全文: HTML (1 KB)  PDF (1750 KB)  ( 289 )
摘要 ( 53 ) 引用本文
介绍了美国、以色列、法国等西方发达国家在数字化中波红外焦平面探测器方面的研究现状及发展趋势。从数字读出电路(ROIC)角度出发,阐述了上述三个发达国家开发的列级ADC数字化中波红外焦平面探测器的最新研究成果。在SWaP概念牵引下,以色列、法国都推出了小像元(中心距为10 μm及以下)、高温工作、数字化输出的百万像素中波红外焦平面探测器组件。最后介绍了昆明物理研究所在数字化红外焦平面探测器组件研究方面取得的最新进展。昆明物理研究所突破列级ADC数字读出电路关键技术后,研制出一系列中心距(15 μm、20 μm、25 μm)的640×512列级ADC数字化中波红外焦平面探测器组件,主要技术指标与国外同类数字化中波红外焦平面探测器组件相当。
高光谱成像遥感

基于场景的热红外高光谱数据光谱定标

谢锋, 刘成玉, 邵红兰, 张长兴, 杨贵, 王建宇
红外与激光工程. 2017, 46 (1): 138001-0138001(6). ;  doi: 10.3788/IRLA201746.0138001
全文: HTML (1 KB)  PDF (1510 KB)  ( 139 )
摘要 ( 37 ) 引用本文
传感器每个波段的中心波长和半高全宽(Full Width at Half Maximum,FWHM)随成像环境变化会发生较大的系统性漂移。这种漂移最终会影响发射率和温度的反演精度,尤其是在大气吸收波段附近的发射率反演精度。选择水汽在11.73 μm处的吸收通道作为参考波段,提出了适用于热红外高光谱数据的光谱定标技术流程。模拟实验表明:光谱分辨率为50 nm,中心波长偏移在-50~50 nm、FWHM变化在-25~25 nm时,大气水汽含量对光谱定标误差的影响最大。同时,对误差分布曲面进行拟合得到描述误差分布模型,用于误差的估计。当大气水汽含量足够大时,光谱中心波长偏移估算误差可达到1 nm以内。最后,将所提方法应用于机载热红外高光谱数据光谱定标。结果显示,热红外高光谱成像仪中心波长偏移为28.4 nm,FWHM变化为-18.5 nm。

基于AOTF的高光谱偏振成像系统设计与实验

汪家春, 赵大鹏, 杜香华, 王启超, 林志丹, 程立, 李志刚
红外与激光工程. 2017, 46 (1): 1136002-1136002(7). ;  doi: 10.3788/IRLA201746.0138002
全文: HTML (1 KB)  PDF (1978 KB)  ( 95 )
摘要 ( 43 ) 引用本文
为获得目标和场景的偏振信息,基于线偏振片和声光可调滤波器(AOTF)设计了一套高光谱偏振成像系统。文中从AOTF的工作原理出发分析其偏振等效关系,随后给出了探测系统的具体结构,并对其光学系统的各元件进行了合理的参数配置。最后,利用设计的成像系统对林地背景中的涂覆三种不同颜色涂层的铝板进行了高光谱偏振成像实验,获得了场景的高光谱信息和偏振信息,并通过数据处理得到涂层与背景之间的强度对比和偏振对比特性。结果表明:涂层与自然背景的偏振特性存在一定程度的差异,对于不同自然背景中的目标,通过选择与背景特性差异较大的若干波长或波段,利用合适的探测方式进行探测,有利于实现快速准确的目标识别。

基于微偏振阵列的干涉型高光谱偏振成像方法

柏财勋, 李建欣, 周建强, 刘勤, 徐文辉
红外与激光工程. 2017, 46 (1): 136003-0136003(6). ;  doi: 10.3788/IRLA201746.0138003
全文: HTML (1 KB)  PDF (3126 KB)  ( 133 )
摘要 ( 41 ) 引用本文
光谱和偏振辐射特性是实现精细目标识别的重要光学参量,融合光谱和偏振信息分量的光谱偏振成像探测技术有效利用两者的互补性,提高在复杂背景环境下的目标识别能力,在环境监测、军事侦察和大气分析等领域具有巨大的发展潜力。围绕目标的光谱和偏振信息探测问题,研究了一种基于微偏振阵列的干涉型高光谱偏振成像技术。在研究Sagnac干涉型高光谱成像技术的基础上,利用微偏振阵列调制原理引入Stokes偏振分量信息探测。通过分析系统的工作原理,设计了系统的干涉成像光路模型,并对光谱信息反演方法以及偏振信息提取方法进行了讨论分析。搭建了实验装置,对实际场景目标进行了光谱偏振成像实验,得到了较好的实验结果。研究表明:该光谱偏振成像技术不仅具有高光通量、高光谱分辨率的优点,而且能够实现偏振信息的同步获取。

利用成像高光谱区分冬小麦白粉病与条锈病

梁栋, 刘娜, 张东彦, 赵晋陵, 林芬芳, 黄林生, 张庆, 丁玉婉
红外与激光工程. 2017, 46 (1): 136004-0136004(9). ;  doi: 10.3788/IRLA201746.0138004
全文: HTML (1 KB)  PDF (2446 KB)  ( 108 )
摘要 ( 58 ) 引用本文
病害胁迫是造成小麦减产及危及世界粮食安全的主要因素之一。如何准确区分相似病害并科学诊断病害严重度,成为国内外研究热点。文中针对中国冬小麦种植区常见的两种真菌疾病——白粉病和条锈病,采用高光谱成像系统获取两种病害侵染的小麦叶片图谱合一数据,通过主成分分析法对影像数据进行降维、密度分割法对病害面积进行分割后,得到识别病斑准确率达到97%;进一步分析侵染白粉病和条锈病的叶片病斑区域的光谱特征差异,选择第二主成分图像筛选两种病害的敏感波段,得到识别白粉病的敏感波段为519、643、696、764、795、813 nm,条锈病的敏感波段为494、630、637、698、755、805 nm。最后对筛选出的敏感波段建立白粉病和条锈病支持向量机(SVM)判别模型并验证,得到两种病害的区分精度为92%。综上,利用高光谱图像协同解析可在叶片尺度实现小麦白粉病和条锈病的有效判别,这为开发病害区分仪器提供了重要的理论基础。
红外技术及应用