激光干扰红外/电视成像系统特性研究
发布时间：2020-12-06 14:41
近年来,激光武器作为一种高能武器,拥有巨大的威力。在现代战场中能够实施可靠的探测与识别、准确打击和保留己方实力,为光电对抗起到重要作用。然而,由于战场光学环境的持续恶化,导致光电系统性能衰减乃至机能毁坏。因此,研究激光干扰红外/电视成像系统的特性是十分迫切的,它能够提高我国光电成像系统对战场环境的适应能力,对光电侦查系统的防护和建设具有重要理论和实用价值。本文以激光干扰红外/电视成像系统的特性为目标,针对激光干扰前后系统的性能变化、在轴和离轴条件下,分析红外成像系统接收到光强变化情况、激光干扰光电成像系统的效果评估等关键问题进行研究。主要工作成果如下:1.首先介绍了近轴激光经过光学系统的传输特性,运用ABCD矩阵法计算系统内部各透镜表面激光光斑的几何尺寸及功率密度分布。然后,基于广义惠更斯-菲涅尔衍射积分公式对有硬边光阑限制的复杂光学系统进行解析积分,与复高斯函数展开法的数值积分进行比较。最后,针对离轴高斯波束,使用控制变量法对激光传输不同的距离,再经过光阑、光学透镜系统后的光强变化情况及偏移不同夹角的波束对相同的传输距离进行仿真分析。2.利用Debye-Wolf矢量衍射积分公式,推导...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：121 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
红外中视场成像系统的光学透镜组
[37]。图2.5 透镜光学系统结构示意图表2.4 某型光学系统结构参数表面编号 表面类型 r(mm) D(mm) n 材料物面 球面 无限 无限1 球面 183.75 11.0 4.0032 锗2 球面 287.85 90.863 球面 67.81 4.0 4.0032 锗4 球面 52.62 15.05 球面 -145.75 4.0 2.40 硒化锌6 球面 509.81 5.07 球面 225.74 6.0 4.0032 锗8 球面 1282.9 21.839 球面 52.94 8.0 4.0032 锗10 球面 57.7 20.1411 球面 50.7 6.0 4.0032 锗12 球面 74.38 11.0本节使用图 2.5 的复杂光学系统，具体的透镜参数如表 2.4 所示，复杂光学系统的变换矩阵方法的计算类似 2.1.2 节中的形式，这里不再赘述。
24(c)图3.1 斜平面成像示意图。(a)斜角 入射透镜系统，(b)倾斜平面 x ,y 等同于斜角 在焦平面 x, y 成像，(c)等效成像系统像平面坐标表示我们注意到在图 3.1 中二维成像可以在任意斜入射条件下进行。倾斜平面成像中的 PSF，即平行入射和倾斜入射的重叠部分可以被认为是在其他类型的倾斜平面显微镜中使用光束扫描或选择性照明检测的点扩散函数[44,45]。菲涅尔近似下的经典标量衍射理论，仅适用于低数值孔径系统或傍轴光学成像系统。它在高数值孔径系统中失去了有效性，本文主要研究斜平面显微镜。为了准确地预测任意倾斜角和高数值孔径的倾斜平面成像，我们采用电磁波偏振矢量衍射理论。光学系统像空间的电场强度矢量具有积分形式表示为：' '(r)ikrikN rSeE E e dsi r (3-1)折射率为 n 的浸没介质中波长为 。对矢量 Debye-Wolf 积分的评估需要对图 3.1中的有效光瞳面积进行数学解释[46,47,48]。如图 3.2(a)所示，平行入射圆形瞳孔区域和倾斜入射区域重叠部分形成有效瞳孔。归一化的三维瞳孔函数 P , 是从球坐标像空间( 为极角
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光干扰红外成像系统的噪声等效温差及信噪比分析[J]. 徐强,潘丰,黄莉,王杏涛. 应用光学. 2017(06)
[2]基于激光干扰红外成像系统的调制传递函数研究[J]. 徐强,潘丰,黄莉,王杏涛. 航空兵器. 2017(03)
[3]光电成像系统激光干扰效果定量评估研究综述[J]. 邵立,吴云龙,汪亚夫,孙晓泉. 激光与红外. 2016(10)
[4]皮秒激光对电荷耦合器件多脉冲损伤效应研究[J]. 邵俊峰,刘阳,王挺峰,郭劲. 兵工学报. 2014(09)
[5]论红外探测系统的噪声等效温差[J]. 王忆锋,谈骥. 红外. 2014(06)
[6]超连续谱光源对CMOS图像传感器的干扰实验研究[J]. 朱辰,李尧,王雄飞,张昆,熊文龙,张浩彬,张大勇,张利明. 激光与红外. 2014(04)
[7]TDI-CCD相机的1.06μm激光饱和干扰实验研究[J]. 张乐,赵威,邵铭,张雷雷,余锋. 红外与激光工程. 2013(S1)
[8]改进的倾斜刃边法获取边缘扩展函数[J]. 朱志亮,刘富国,陶向阳. 南昌大学学报(工科版). 2013(01)
[9]一种优化的刃边法MTF在轨评估算法[J]. 徐航,李传荣,李晓辉,李子扬. 遥感信息. 2012(06)
[10]高光谱遥感系统调制传递函数的在轨测试[J]. 赵慧洁,秦宝龙,贾国瑞. 光学精密工程. 2011(06)
博士论文
[1]激光对光电系统图像干扰的效果评估[D]. 钱方.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2015
[2]光电对抗中的激光大气传输仿真研究[D]. 何武光.电子科技大学 2012
[3]激光对光电制导武器跟踪系统的干扰技术研究[D]. 周建民.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2005
[4]激光对CCD探测器干扰损伤的研究及模糊评估[D]. 王世勇.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2002
硕士论文
[1]TDI-CCD成像系统激光干扰效应仿真研究[D]. 王骥坤.西安电子科技大学 2014
[2]激光干扰红外成像跟踪系统的仿真研究[D]. 种琳.西安电子科技大学 2012
[3]激光干扰下红外成像系统性能预测研究[D]. 阮江洋.西安电子科技大学 2011
[4]红外系统作用距离的研究[D]. 李莹.长春理工大学 2011
[5]红外成像系统激光干扰的图像仿真与效果评估[D]. 高巍巍.西安电子科技大学 2010
[6]激光损伤效应对红外成像系统性能影响的仿真研究[D]. 石磊.西安电子科技大学 2009
[7]激光干扰图像质量评价方法研究[D]. 孙运强.国防科学技术大学 2006
[8]复高斯函数展开法在激光传输与变换研究中的应用[D]. 涂海华.江西师范大学 2004
本文编号：2901548
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：121 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
红外中视场成像系统的光学透镜组
[37]。图2.5 透镜光学系统结构示意图表2.4 某型光学系统结构参数表面编号 表面类型 r(mm) D(mm) n 材料物面 球面 无限 无限1 球面 183.75 11.0 4.0032 锗2 球面 287.85 90.863 球面 67.81 4.0 4.0032 锗4 球面 52.62 15.05 球面 -145.75 4.0 2.40 硒化锌6 球面 509.81 5.07 球面 225.74 6.0 4.0032 锗8 球面 1282.9 21.839 球面 52.94 8.0 4.0032 锗10 球面 57.7 20.1411 球面 50.7 6.0 4.0032 锗12 球面 74.38 11.0本节使用图 2.5 的复杂光学系统，具体的透镜参数如表 2.4 所示，复杂光学系统的变换矩阵方法的计算类似 2.1.2 节中的形式，这里不再赘述。
24(c)图3.1 斜平面成像示意图。(a)斜角 入射透镜系统，(b)倾斜平面 x ,y 等同于斜角 在焦平面 x, y 成像，(c)等效成像系统像平面坐标表示我们注意到在图 3.1 中二维成像可以在任意斜入射条件下进行。倾斜平面成像中的 PSF，即平行入射和倾斜入射的重叠部分可以被认为是在其他类型的倾斜平面显微镜中使用光束扫描或选择性照明检测的点扩散函数[44,45]。菲涅尔近似下的经典标量衍射理论，仅适用于低数值孔径系统或傍轴光学成像系统。它在高数值孔径系统中失去了有效性，本文主要研究斜平面显微镜。为了准确地预测任意倾斜角和高数值孔径的倾斜平面成像，我们采用电磁波偏振矢量衍射理论。光学系统像空间的电场强度矢量具有积分形式表示为：' '(r)ikrikN rSeE E e dsi r (3-1)折射率为 n 的浸没介质中波长为 。对矢量 Debye-Wolf 积分的评估需要对图 3.1中的有效光瞳面积进行数学解释[46,47,48]。如图 3.2(a)所示，平行入射圆形瞳孔区域和倾斜入射区域重叠部分形成有效瞳孔。归一化的三维瞳孔函数 P , 是从球坐标像空间( 为极角
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光干扰红外成像系统的噪声等效温差及信噪比分析[J]. 徐强,潘丰,黄莉,王杏涛. 应用光学. 2017(06)
[2]基于激光干扰红外成像系统的调制传递函数研究[J]. 徐强,潘丰,黄莉,王杏涛. 航空兵器. 2017(03)
[3]光电成像系统激光干扰效果定量评估研究综述[J]. 邵立,吴云龙,汪亚夫,孙晓泉. 激光与红外. 2016(10)
[4]皮秒激光对电荷耦合器件多脉冲损伤效应研究[J]. 邵俊峰,刘阳,王挺峰,郭劲. 兵工学报. 2014(09)
[5]论红外探测系统的噪声等效温差[J]. 王忆锋,谈骥. 红外. 2014(06)
[6]超连续谱光源对CMOS图像传感器的干扰实验研究[J]. 朱辰,李尧,王雄飞,张昆,熊文龙,张浩彬,张大勇,张利明. 激光与红外. 2014(04)
[7]TDI-CCD相机的1.06μm激光饱和干扰实验研究[J]. 张乐,赵威,邵铭,张雷雷,余锋. 红外与激光工程. 2013(S1)
[8]改进的倾斜刃边法获取边缘扩展函数[J]. 朱志亮,刘富国,陶向阳. 南昌大学学报(工科版). 2013(01)
[9]一种优化的刃边法MTF在轨评估算法[J]. 徐航,李传荣,李晓辉,李子扬. 遥感信息. 2012(06)
[10]高光谱遥感系统调制传递函数的在轨测试[J]. 赵慧洁,秦宝龙,贾国瑞. 光学精密工程. 2011(06)
博士论文
[1]激光对光电系统图像干扰的效果评估[D]. 钱方.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2015
[2]光电对抗中的激光大气传输仿真研究[D]. 何武光.电子科技大学 2012
[3]激光对光电制导武器跟踪系统的干扰技术研究[D]. 周建民.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2005
[4]激光对CCD探测器干扰损伤的研究及模糊评估[D]. 王世勇.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2002
硕士论文
[1]TDI-CCD成像系统激光干扰效应仿真研究[D]. 王骥坤.西安电子科技大学 2014
[2]激光干扰红外成像跟踪系统的仿真研究[D]. 种琳.西安电子科技大学 2012
[3]激光干扰下红外成像系统性能预测研究[D]. 阮江洋.西安电子科技大学 2011
[4]红外系统作用距离的研究[D]. 李莹.长春理工大学 2011
[5]红外成像系统激光干扰的图像仿真与效果评估[D]. 高巍巍.西安电子科技大学 2010
[6]激光损伤效应对红外成像系统性能影响的仿真研究[D]. 石磊.西安电子科技大学 2009
[7]激光干扰图像质量评价方法研究[D]. 孙运强.国防科学技术大学 2006
[8]复高斯函数展开法在激光传输与变换研究中的应用[D]. 涂海华.江西师范大学 2004
本文编号：2901548
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