一、长波红外和中波红外超光谱傅里叶变换成像器（论文文献综述）
任俊[1]（2021）在《红外双谱段傅里叶变换成像光谱仪光学系统理论及关键技术研究》文中提出成像光谱技术作为一项融合光学、光谱学、精密机械、电子技术及计算机技术于一体的高新技术,可以同时获取被测目标的二维空间信息和一维光谱信息。成像光谱仪则是基于成像光谱技术发展而来的新一代光学遥感仪器,目前已广泛应用于光谱辐射特性研究、环境监测、气象观测、资源考察、军事目标侦察及生物医学诊断等领域。傅里叶变换成像光谱仪作为成像光谱技术中的典型代表,根据光程差调制方式的不同可以分为时间调制型（Temporal modulation type,TMIFTS）、空间调制型（Spatial modulation type,SMIFTS）和时空联合调制型（Spatio-temporal mixed modulation type,TSMIFTS）。其中,TSMIFTS由于不含有精密的动镜系统以及制约光通量的狭缝,具有环境适用性强、稳定性高等独特优势,在环境保护、污染物检测及突发灾害事件应对等领域拥有广阔的应用前景。针对当前TSMIFTS的发展现状及应用需求,本论文提出了一种基于阶梯微反射镜的TSMIFTS,对其进行了理论分析与光学系统设计研究。系统采用阶梯式分布的镜面结构代替了迈克尔逊干涉仪中的动镜系统,实现了静态化的光程差空间采样,提高了系统稳定性,同时避免了动镜的随机采样误差。中波红外和长波红外双谱段一体化设计使之能够对更多的污染物物质成分进行识别与分析。但是,引入阶梯微反射镜结构的TSMIFTS仍有以下问题亟待解决,例如:有限尺寸的阶梯结构难以获得大光程差,导致光谱分辨率难以提高;静态的干涉系统虽然避免了动镜运动导致的随机采样误差,但无法消除装调过程中带来的固定初始误差;大阶梯的结构会导致边缘像面产生离焦,给后期的全景图像获取带来了困难;共口径的光学系统设计会带来严重的色差,倾斜平行平板在成像光路中还会导致大数量级的单色像差。为此,本论文开展了TSMIFTS的光学系统理论和关键技术研究,主要研究内容和创新点如下:（1）提出了一种新型的基于阶梯微反射镜结构的TSMIFTS。基于阶梯微反射镜的静态干涉结构大大的提高了仪器的抗震动稳定性,系统不含限制光通量的狭缝,具有反应速度快、光通量大、探测谱段宽等优点。分析了基于阶梯微反射镜结构下系统的光程差调制原理与成像过程,给出了获取空间高分辨全景图像和实现高光谱分辨率的解决方案,根据系统的技术指标计算了成像光谱仪光学系统与干涉系统的各项参数。（2）完成了双谱段、双干涉通道TSMIFTS的总体分析与光学设计。根据像差理论对前置共口径望远镜和中继中、长波二次成像系统进行了分析与设计,得到了结构合理、成像质量高、满足设计指标的光学系统。建立了TSMIFTS的物理模型,对干涉及成像过程进行了仿真实验,对干涉仿真数据进行处理得到了高精度重构光谱,验证了基于阶梯结构的光程差调制方法的可行性与光学设计的可（3）对干涉系统装调误差模型进行了理论推导,研究了干涉系统倾斜误差对干涉图的对比度和信噪比的影响,得到了干涉系统的装调误差容限。分析了干涉成像系统的杂散光主要来源,建立了成像光谱仪的杂散光分析模型,对杂散光的产生路径进行了模拟并提出了相应的杂散光抑制方案。（4）完成了成像光谱仪的机械设计和系统集成,关键器件阶梯微反射镜的加工及测试结果均达到了设计指标。研究了红外干涉成像系统的高精度装调方案,提出了光谱标定和系统集成同时进行的高精度装调方法。并对集成后的TSMIFTS进行了空间分辨率、光谱分辨率、光谱定标精度、信噪比等内场和外场测试,测试结果表明TSMIFTS的光谱及成像性能良好,满足设计要求。
张盈,石彬,高阳,马一原[2]（2021）在《复合试验床仿真技术综述》文中进行了进一步梳理介绍了一种缩比的射频和红外复合仿真试验床技术。该试验床通过新型光子-射频驱动技术产生雷达仿真信号,在实验室生成目标仿真场景。根据麦克斯韦方程的线性特性,缩比的目标模型在毫米波频段能够用来模拟实际大小的射频场景效应。复合试验床还包括目标运动效应、红外热效应、红外相机和可见光成像器以及图像处理算法模块,提供了一种灵活经济的多模复合仿真方法,具有校验数字模型假设、研究相关性现象、评估系统的多种功能。通过射频、红外和可见光对加热的圆锥形目标和圆柱体目标进行测试和标定,证明了试验床的可行性。
赵百轩[3]（2021）在《基于多级阶梯微反射镜的傅里叶变换成像光谱仪红外图谱信息处理研究》文中研究表明成像光谱技术有机融合了光学成像技术、光谱技术、精密机械、电子技术及计算机技术,能够同时获取目标三维信息（二维空间信息和一维光谱信息）,是当今可见光和红外遥感器探测技术领域中的前沿科技和重要手段。在中、长波红外波段,傅里叶变换成像光谱仪以其多通道、高通量等优势得到了广泛的应用。基于多级阶梯微反射镜的静态傅里叶变换成像光谱仪（Stepped Micro-mirror Imaging Fourier Transform Spectrometer,SIFTS）,利用基于微光机电系统（MOEMS）技术制造的多级阶梯微反射镜取代迈克尔逊干涉仪中的高精度动镜来实现光程差的获取,具有多通道、高通量及高稳定性等优点,在资源勘探、环境监测、减灾预报、气象观测、空间遥感及军事目标侦查等领域具有广阔的应用前景。图谱信息处理是成像光谱仪应用的基础。SIFTS的图谱信息处理有以下难点:首先,其对信号的调制方式使得图谱信息的处理流程与传统傅里叶变换成像光谱仪不同,需要结合仪器结构及原理,在现有方法的基础上提出适用于SIFTS的图谱信息处理方法;其次,仪器干涉核心中的特殊器件—基于MOEMS技术制造的多级阶梯微反射镜的加工精度误差及装调误差会在图谱信息中引入多个维度的复合误差;此外,仪器工作在中波红外波段,信号相对较弱,背景噪声大,给有效信息的提取和进一步处理带来了一定难度。针对以上难点和具体应用需求,本论文开展了SIFTS的图谱信息处理研究。本论文的研究工作主要包括以下四个部分:一、通过分析SIFTS的工作原理,结合干涉核心内多级阶梯微反射镜的独特结构,提出了相应的场景图像重建算法。利用图像形态学运算和小波分解对图像单元边缘信息进行增强,解决了背景图像信息对图像单元边缘信息检测的干扰问题;利用特征匹配拼接提高了图像单元的配准精度;并对拼接后的场景图像进行基于频域滤波的图像融合,解决了场景图像中存在拼接缝隙的问题。为了验证场景图像重建算法,设计并进行了原理样机的外场实验,成功获得了目标场景的高质量图像。二、通过对多级阶梯微反射镜特殊结构及其对光谱的调制作用的分析,结合传统傅里叶变换光谱仪的光谱重建流程,提出了相应的光谱重建算法,以提取数据立方体中任意目标的光谱信息。针对多级阶梯微反射镜的子阶梯高度误差,提出了一种空域非均匀光程差采样校正算法,结合子阶梯高度误差测试数据,在光程差域采用最小二乘拟合对光程差的非均匀采样进行校正,修正了其在频域造成的波数漂移和相位误差。三、完成了仪器的光谱及辐射标定工作。分析了对干涉图和重建光谱影响最大的干涉核心的系统误差,详细推导了干涉核心中各器件的多维度装调误差等系统误差与空域干涉条纹畸变及频域光谱波数偏移之间的转换关系,建立了误差传递模型。根据该模型,提出了一套适用于SIFTS的光谱辐射标定方法。设计并进行了光谱辐射标定实验,验证了光谱辐射标定方法的有效性。四、评价了SIFTS的空间分辨率、光谱分辨率、信噪比以及定性识别和定量分析能力。计算了仪器的理论空间分辨率,并利用外场实验数据进行了验证;计算了仪器的理论光谱分辨率,设计并进行了光谱分辨率测定实验,验证了理论计算结果;根据仪器各光学器件参数以及探测器参数,建立了仪器干涉图信噪比的理论模型,并详细推导了仪器干涉图信噪比与光谱信噪比之间的转换关系,在此基础上,根据标准辐射源测量实验结果对信噪比理论模型进行了验证;设计进行了实验室中的液态乙腈定性识别和CO2气体定量分析实验,验证了仪器的定性识别和定量分析能力。
李诚良[4]（2021）在《基于光机热集成分析的空间低温红外光谱仪研究》文中指出静止轨道高光谱成像系统具有监测范围广、时间分辨率高、连续性强、重访周期短的优势。在静止轨道上实现高分辨率高光谱探测,将实现全天时大范围连续观测,解决遥感应用识别和分类的难题,满足资源、林业、环境、海洋、农业和减灾等领域高分辨率高光谱遥感的应用需求。为了保证空间红外光谱仪具有较高的信噪比,需要降低仪器内部红外辐射,仪器通常需要工作在很低的温度。红外光谱仪需要在常温下进行装调,因而红外光谱仪装调温度与使用温度具有非常大的温差。当温度变化后,光学元件的相对位置、光学表面曲率变化、面形以及透射元件折射率等发生变化,如何保证仪器在低温环境下的光学性能是最关键的问题。本文针对曲面棱镜色散红外光谱仪低温环境应用中碰到的棱镜材料折射率随温度梯度与应力发生改变、曲面棱镜组件材料线膨胀系数不匹配、光机结构大温差收缩变形等问题,研究与之相关的光机热集成仿真分析技术对于低温空间红外光谱仪的研制具有重要意义。首先针对环境大温差作用下镜面刚体位移大的问题,建立了光机集成分析高精度光机接口模型,采用两次面积加权最小二乘算法计算镜面刚体位移,使镜面刚体位移与光学面形有效的分离。以抛物面镜光学系统作为研究对象,基于主动施加刚体位移的方法,获得已知刚体位移的有限元分析结果。采用光机接口模型与Sig Fit计算结果进行对比分析。两者计算结果一致,验证了高精度的刚体位移计算方法,实现了结构有限元分析结果与光学设计高精度耦合。针对以CaF2曲面棱镜作为色散元件的红外光谱仪,建立了基于光线追迹的棱镜温度梯度、应力影响红外光谱仪的性能稳定性的评价方法。分别对比分析了棱镜组件全光程与双光程（透射、反射）光程差标准泽尼克相位拟合下的残差精度。温度梯度0.12 K带来的光程差PV值约为12 nm,应力0.12 Mpa带来的光程差PV值为1 nm,基于量化指标能够更容易判断红外光谱仪低温性能的稳定性。针对低温红外光谱仪常温装调低温使用的大温差结构收缩变形问题,提出了一种曲面棱镜自定心柔性支撑结构,能够消除线膨胀系数不匹配导致的热应力,并基于光机热集成分析方法,验证了光机结构设计合理性。基于试验分析方法分析了线膨胀系数对光学镜面面形精度的影响。基于自动化光机热集成分析程序分析了材料线膨胀系数对光学系统离焦的影响。设计了低温红外光谱仪热控方案并通过分析低温红外光谱仪在热控稳态下的瞬时光学性能变化,验证了热控方案的合理性。为验证了棱镜色散红外光谱仪光机热集成分析的合理性,首先介绍了低温棱镜色散红外光谱仪关键组件的加工装配方法以及光谱仪整机的定心装调方法。基于滤光片产生窄带光源,以像元对狭缝像的离散采样曲线半高全宽最小作为目标确定探测器理想焦面位置。在实验室环境下对常温传函进行了测试,基于刃边法计算得到的中心视场奈奎斯特频率处的传函优于0.43,满足使用的需求。基于窄线宽激光器对光谱仪在常温与低温环境进行了测试,棱镜色散红外光谱仪常温与低温下的光谱分辨率一致,并且性能满足使用需求,从而验证了棱镜色散红外光谱仪光机热集成分析的合理性。
熊振璁[5]（2021）在《孔径编码光谱成像仪的仪器定标方法》文中认为孔径编码光谱成像仪作为一种新型的光谱成像设备,具有通光量高、信噪比高、响应速度快等优点,在光谱成像技术领域受到广泛关注,因此国内外的研究团队陆续开展了孔径编码光谱成像仪原理样机的研制工作。其中,仪器定标是所有成像光谱仪原理样机研制过程中的必要步骤,包括光谱定标和辐射定标。孔径编码光谱成像仪由于光学结构和工作原理与一般的成像光谱仪有差别,因此,该类型原理样机的仪器标定方法需要作出相应的改进和创新。然而,目前专门针对孔径编码光谱成像仪的仪器标定方法的相关研究很少,因此本文的研究工作围绕孔径编码光谱成像仪的仪器标定方法展开,主要包括:研究了一款基于Offner光栅系统的孔径编码光谱成像仪,介绍了其整体光学系统的设计、基本工作原理,以及关键器件的选取。在此基础之上,提出了该款成像光谱仪的简化模型,计算了其空间分辨能力和光谱分辨能力。针对Offner光栅系统,制定了凸面闪耀光栅的设计和优化方案。该方案兼顾了光谱成像仪的宏观和微观设计,并使得光栅特定衍射级次的衍射效率最大化。在本文中,由该方法设计的成像光谱仪像质良好,凸面闪耀光栅在中红外波段的-1级衍射效率达到82.24%。在光谱定标部分,指明了孔径编码光谱成像仪的光谱分辨率由采用的编码和解码算法和实际使用的编码模板来决定。换而言之,光谱定标的理论即为孔径编码和解码的理论。在这一部分,研究了Hadamard编码和解码原理,以及模板的制作和匹配过程,展示了最终的成像效果。在辐射定标部分,指出了孔径编码光谱成像仪的原理样机在提高通光量,扩宽视场的同时,光强在像面上的不均匀分布非常显着,其主要来源是成像光谱仪当中的DMD。因此,在相对辐射定标阶段通过算法对像面上的非均匀分布进行了校正。经过相对辐射定标之后,相对辐射定标结果均匀。研究当中根据孔径编码光谱成像仪的工作波段,制定了以黑体为光源的定标光路和方案。仪器标定实验结果表明,辐射亮度与DN值之间的响应线性度良好,达到了预期的效果。
赵美红[6]（2021）在《消像差凸面全息光栅成像光谱系统建模与一体化设计》文中认为随着光学遥感技术的发展及其在航空航天领域越来越广泛的应用,对于成像光谱系统的技术指标,如相对孔径、光谱分辨率、空间分辨率和对弱信号的探测能力要求越来越高;同时为了适应无人机等新型遥感平台的快速发展和搭载需求,小型化、轻量化已成为机载和星载成像光谱系统的另一个发展趋势。凸面全息光栅成像光谱系统基于Offner同心结构,光学性能好、结构简单紧凑,满足轻小型化需求;而且,其应用受材料限制和环境影响很小,易实现焦面稳定性、光谱稳定性和宽波段光谱成像,适用于空间环境。因此,以凸面全息光栅为核心分光元件的成像光谱仪广泛应用于遥感领域以及与国民经济发展密切相关的各领域,如航空、国防、自然灾害、农林、资源勘探、海洋监测、食品安全、药学检测、医学检测以及加工制造等。鉴于此,本论文展开了对基于Offner同心光谱分光系统的凸面全息光栅成像光谱仪的研究,目标是研制具有自主知识产权的消像差凸面全息光栅以及消像差凸面全息光栅成像光谱仪,针对凸面全息光栅成像光谱系统消像差的理论、结构与设计方法开展相关研究,突破消像差凸面全息光栅及消像差凸面全息光栅成像光谱仪研制的关键理论与技术,并为凸面全息光栅成像光谱仪的批量化生产提供条件。本论文的研究内容主要分为以下几个部分:第一,提出了采用消像差凸面光栅作为Offner成像光谱仪核心分光器件的设计方法,与传统的凸面光栅相比,消像差凸面光栅同时具有分光和像差校正能力,可以对因色散而引入的系统像差进行校正,保留了标准的双元件三反射系统的同心结构,克服了传统的凸面光栅成像光谱系统消像差技术的缺陷。第二,建立了凸面光栅成像光谱系统的像差理论模型。基于费马原理,推导了凸面光栅成像光谱系统的像面点列图函数,构建了凸面光栅成像光谱系统的各类像差关于凸面光栅记录参数与使用结构参数的函数关系,并通过MATLAB仿真软件与ZEMAX光学设计软件对凸面光栅成像光谱系统进行了建模与仿真分析,为应用于成像光谱仪的消像差凸面光栅的优化设计提供了理论指导。第三,设计了应用于Offner同心罗兰圆结构的消像差凸面光栅。针对凸面光栅成像光谱系统的主要像差——像散,分析了凸面光栅成像光谱系统的聚焦条件,推导了光栅刻线函数系数与凸面光栅成像光谱系统像散的数学关系,并基于光程函数理论对凸面光栅成像光谱系统进行了消像散的优化设计。第四,基于凸面光栅的像差校正理论,开展了消像差凸面光栅及成像光谱仪的一体化设计研究并对光学系统的成像性能进行了评价。依据凸面光栅刻线函数拟合的优化方法,对凸面光栅成像光谱系统进行一体化优化设计,并针对成像光谱仪的前置望远系统与成像光谱系统数值孔径的匹配问题,采用多重结构优化的方法,对整体系统的像差进行均衡分配,实现了全工作光谱范围内的高质量成像。第五,基于全息再现原理,优化设计了消像差凸面全息光栅的曝光结构。依据光程函数理论,建立了非球面波曝光系统的理论模型并推导了点列图均方根优化函数,结合Offner中继成像系统的成像特性与全息再现原理,以全局化的优化算法——遗传算法对消像差凸面全息光栅的曝光系统与其成像光谱系统进行一体化优化设计,对优化设计的消像差凸面全息光栅成像光谱系统的性能进行分析,为消像差凸面全息光栅的可行性提供了技术保障。
梁红霞[7]（2020）在《复杂气象环境下机载红外成像系统动态仿真研究》文中进行了进一步梳理图像是机载红外成像系统中最常用的信息载体,高质量的图像可以更好地传达地面、海面等目标背景信息。但是复杂气象环境在目标成像过程中造成极大干扰,导致机载红外成像系统采集的图像出现模糊、噪声、相位畸变、内容丢失等现象。气象环境中的大气湍流和气溶胶对红外辐射的影响最为明显,其中大气湍流用大气折射率结构常数来表示,气溶胶用能见度表示。通过对不同折射率结构常数、不同气溶胶的分析对提高图像质量和机载红外成像系统在两种气象环境下的目标捕获、跟踪识别提供实际指导,对理论分析进一步完善。因此本文开展的主要内容如下:首先,通过红外成像系统的成像过程构建模型,在该模型基础上和在大气传输理论的基础上,基于大气折射率随机起伏模型,并综合考虑载机的高度为变量构建大气湍流强度,建立机载红外成像系统下的大气湍流动态模型,最终通过动态调制传递函数表示。然后基于米氏散射理论的大气散射模型,利用不同气溶胶浓度对红外辐射的差异性,以3～5μm中波红外在大气传输中的透过率为混合因子、以能见度来表示气溶胶浓度,以场景深度来实现机载红外成像系统与观测目标距离的实时变化,以此建立气溶胶动态仿真模型。然后,类比真实红外场景,通过红外辐射的物理模型,构建三维动态场景,在该场景中,加入大气湍流和大气气溶胶效应。对于大气湍流,主要的实现方式是不同高度下生成大气折射率结构常数,通过大气折射率结构常数构建湍流调制传递函数,由大气折射率功率谱密度滤波高斯函数,作为湍流调制传递函数的波动函数,两者相加,并间隔时间内变化,产生湍流的动态模糊效果。对于气溶胶,首先获得视口与目标背景的距离,存在顶点程序中,再以大气能见度为变量,如此实现气溶胶以场景深度、能见度为变量的动态过程。最后,在机载红外成像系统中模拟复杂气象环境的主要目的是通过灰度分布、对比度、边缘检测等客观定量分析,结合机载红外成像系统的物理成像过程,综合得出气象环境会对机载红外成像系统造成灰度值范围缩小、目标与背景的对比度下降,边缘细节信息丢失的影响。同时评估机载红外成像系统作用距离的变化,结果证明大气湍流和气溶胶环境下作用距离变小。本文在大气湍流和大气气溶胶等复杂大气环境下,搭建的机载红外成像系统仿真平台可对于机载红外成像系统的性能优劣进行考核,可以预测成像质量、目标捕获情况,为后续的光电系统研制提供反馈。
王超[8]（2020）在《硅基阻挡杂质带红外探测器优化及其深低温读出电路探究》文中进行了进一步梳理深空探测和红外天文技术需要高性能的长波红外探测器,而我国在这方面相对落后。阻挡杂质带（Blocked Impurity Band,BIB）探测器具有响应波段宽、响应率高、响应速度快、易于大规模制备及方便读出等优点,成为过去三十年天文探测覆盖中红外和远红外波段的首选红外探测器。硅基BIB探测器具有与CMOS工艺兼容,易于大规模制备和方便与读出电路互连等突出优点,尤其受到重视。目前硅基的BIB探测器国内还处于起步阶段,发展空间很大。本论文主要围绕硅基BIB探测器性能的优化及其深低温读出电路进行了研究和探索。通过实验和理论分析,优化了硅基BIB探测器的制造工艺和探测器的物理模型;从模拟和实验两方面对硅基外延BIB探测器的光吸收层进行了设计和优化,增强了光吸收;对深低温读出电路的基本结构单元进行了设计并测试。以下是3个方面的主要创新成果:1.制备了硅掺磷和硅掺砷的离子注入型BIB探测器,两者探测率都达到国外同类器件报道的1013cm?Hz1/2/W量级。硅掺磷BIB探测器工作温度在5 K,工作偏压为-2.3 V时,探测器响应波段2.5～40μm,峰值波长在27.3μm,暗电流为1.12×10-11A,黑体响应率为4.59 A/W（800 K黑体,277 Hz）,探测率达到4.89×1013cm?Hz1/2/W。硅掺砷BIB探测器工作温度在5 K时,探测器的峰值波长在23.8μm,黑体响应率为3.65 A/W（800 K黑体,277 Hz）,探测率达到5.22×1013cm?Hz1/2/W。探测器工艺兼容于集成电路技术,可以用集成电路工艺标准大规模生产降低成本,同时探测器和读出电路集成到一块芯片提高了探测器成像性能。2.利用双层超表面结构实现了BIB探测器的减反射增吸收。通过定制外延BIB结构和外延其他各层陪片,测量了不同外延层的透射和反射,利用Drude模型拟合得到了不同掺杂浓度外延层的光学参数。将双层超表面结构与BIB器件相结合,加了偏振片的双层超表面结构在外延Si:P BIB探测器响应峰值波段基本无透射,反射率小于3%。实现了BIB探测器减反射增吸收,探测器获得偏振信息符合第四代焦平面的发展趋势。3.设计了深低温读出电路并进行了流片。设计了包括运放在内的读出电路基本结构,测试了部分电路的深低温特性。对深低温下读出电路进行了分析,为下一步深低温焦平面读出电路研究打下了基础。
张祥[9]（2020）在《基于视场拼接的远距离目标光电探测系统研究》文中进行了进一步梳理在远距离空中目标测量中,使用雷达探测到目标后需要使用光电成像系统对目标进行进一步的捕获和跟踪,以获得目标的图像信息和实现对目标方位的高精度测量。红外成像设备由于对目标的探测效果好和可全天候使用在远距离目标探测中得到了高度重视和广泛应用。由于目标距离远,成像系统可接收到的辐射信号很弱,因此对目标的光电捕获和跟踪要求能够以一定的分辨率和信噪比对目标进行成像。同时,由于雷达引导数据存在较大误差,因此要求系统的成像视场能覆盖一定的范围以实现对目标的可靠捕获。然而对单台成像系统而言,在成像器件尺寸和像元数确定的情况下,其镜头焦距和可覆盖的视场相互矛盾,扩大系统成像视场需要减小所使用镜头的焦距,但镜头焦距减小会导致对目标成像的分辨率下降、信噪比降低,以致系统对目标的作用距离降低。而在当前的技术水平下,单块红外成像器件由于靶面尺寸较小难以同时满足工程中系统对成像分辨率和可覆盖视场的要求。因此,在保证可以对目标进行高分辨率成像的条件下,需要使用一定的手段实现对目标区域的大视场成像。本文以某预研项目远距离目标测量为应用背景,对大视场远距离目标光电探测技术进行了研究,提出了一种通过控制相机做圆锥旋转实现大视场扫描拼接成像的方案,并根据该方案设计了大视场远距离目标光电捕获跟踪系统。本文主要内容概括如下:1、首先对远距离目标光电测量的工程应用背景进行了介绍,综述分析了远距离目标光电探测的发展现状和主要技术问题,以及红外成像器件的发展历史和现状,最后引出了本文的主要研究内容。2、对不同工程领域应用的大视场成像技术进行了调研,分析了不同大视场成像方案的特点,然后针对远距离目标捕获跟踪的工程实践需求,提出了一种基于平动式圆锥旋转的扫描式大视场拼接成像系统。该系统以扫描相机实现对目标的大视场范围捕获,以固定相机实现对目标的凝视跟踪。由于将目标捕获和跟踪功能集成于单套系统上,功能转换直接,整体数据链路短,该系统非常适合应用于远距离目标测量领域。3、为了对所提出的大视场成像系统设计方案进行验证,并更深入地理解系统构建中所涉及到的技术难点,搭建了实验样机平台。具体过程为,首先提出了相机扫描控制机构的设计方案,并基于该方案设计了系统结构;然后以DSP2812芯片为控制核心设计了系统的运动控制和相机的曝光控制流程;接下来基于该样机平台对系统成像特性进行了分析,并根据分析结果设计了系统图像处理流程;最后基于MATLAB软件设计了包含系统控制、图像采集和处理功能的用户界面。在对扫描相机的像移特性进行分析时,提出了使用维纳滤波算法对图像进行复原处理,取得了较好的效果。4、基于该实验样机平台进行了实验。首先设计了样机的校准流程,然后在校准完毕后进行了内场实验和外场实验,实验结果证明了该系统设计方案的可行性。5、在上述系统设计方案的基础上提出了一种基于中心式圆锥旋转的大视场扫描拼接成像系统,并参考上述平动式圆锥旋转系统的研究过程对该系统进行了分析。设计了相机的运动控制结构,并基于该结构对系统的成像特性进行了分析。最后,对两种成像系统进行了对比分析。本文研究针对远距离目标测量的大视场成像系统,围绕系统的设计过程展开,较为完整地论述了系统中涉及光学、机械、电子控制和图像等方面的内容,为实际系统的工程开发打下了基础。
王旭[10]（2020）在《衍射光谱计算成像重构技术研究》文中提出衍射光谱计算成像技术是计算光学成像的重要组成部分,在光学遥感领域具有重要的应用价值。不同于传统的成像光谱仪,衍射透镜成像光谱仪利用衍射光学元件同时实现色散和成像功能,具有光通量大、结构紧凑、性价比高、可凝视成像、易小型化、稳定性高等特点,发展前景广阔。但是在数据采集的过程中,准焦波段图像会受到其他离焦谱段图像的干扰使其变得模糊,如何从污染严重的光谱图像中恢复出清晰图像成了限制衍射光谱计算成像技术发展的一个瓶颈。对于此类去除多通道耦合模糊的不适定反问题,现有重构算法的复原效果不太理想。本文聚焦衍射光谱计算成像技术,对衍射光谱图像重构问题展开深入研究,主要研究工作包括:（1）详细阐述了衍射光学元件的成像机理和三维衍射光谱图像的重构流程,探讨了两种点扩散函数的理论模型和保持成像系统横向放大率恒定的解决办法。根据衍射光谱成像原理,建立了图像退化的数学仿真模型,并搭建了一套窄波段衍射光谱成像系统。另外,进一步研究了现有重构算法的优缺点,为后续的算法改进打下结实的理论基础。（2）提出了基于多通道空谱全变差的衍射光谱图像重构算法。该方法综合考虑衍射光谱图像的空间和光谱先验信息并构造空谱联合全变差正则项,对重构结果施加局部空间平滑性约束和局部光谱平滑性约束。该正则项还能够根据各波段的空谱信息自适应地调节每个波段的去噪强度,并且由于加入了光谱全变差,从数学上降低了求解问题的病态性,使得所提方法能够得到一个稳定的近似解。此外,本文所提的方法利用交替方向乘子法和快速傅里叶变换算法将所提模型分解成多个简单的子问题,降低了求解难度。实验结果表明,本文所提算法能在保证求解速度的同时抑制重构结果中的噪声,保留边缘信息并减缓锯齿状光谱失真。（3）提出了基于低秩约束和自适应空谱加权全变差的衍射光谱图像重构算法,在多通道空谱全变差模型的基础上进一步改善了复原效果。该方法充分考虑光谱图像之间的高度相关性,引入了全局低秩性约束,用来分离无噪的具有低秩特性的衍射光谱图像和系统噪声。此外,综合考虑每个像素在空间水平、垂直方向以及光谱方向的结构信息构造自适应权重函数,用来调整不同区域中每个像素位置的局部空间平滑性和局部谱间平滑性约束的强度。改进后的算法在处理多通道模糊重叠且受噪声干扰的病态问题时能够进一步抑制噪声,改善光谱恢复的效果。
二、长波红外和中波红外超光谱傅里叶变换成像器（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、长波红外和中波红外超光谱傅里叶变换成像器（论文提纲范文）
（1）红外双谱段傅里叶变换成像光谱仪光学系统理论及关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 成像光谱技术 |
| 1.2.1 时间调制型傅里叶变换成像光谱仪 |
| 1.2.2 空间调制型傅里叶变换成像光谱仪 |
| 1.2.3 时空联合调制型傅里叶变换成像光谱仪 |
| 1.3 论文的主要研究内容和结构安排 |
| 第2章 傅里叶变换成像光谱仪理论基础 |
| 2.1 光的干涉原理 |
| 2.1.1 单色光干涉 |
| 2.1.2 复色光干涉 |
| 2.2 Michelson干涉仪 |
| 2.3 傅里叶变换成像光谱仪分辨率 |
| 2.3.1 空间分辨率 |
| 2.3.2 光谱分辨率 |
| 2.4 采样定理 |
| 2.4.1 经典采样 |
| 2.4.2 窄带信号采样 |
| 2.5 干涉图采样方式 |
| 2.5.1 单边采样 |
| 2.5.2 双边采样 |
| 2.6 红外探测器 |
| 2.7 红外光学材料 |
| 2.8 信噪比 |
| 2.8.1 仪器SNR |
| 2.8.2 干涉图SNR和光谱SNR |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 双谱段、双干涉通道TSMIFTS总体分析 |
| 3.1 系统基本原理 |
| 3.2 TSMIFTS主要技术指标 |
| 3.2.1 总体参数设计 |
| 3.2.2 红外探测器选型 |
| 3.2.3 干涉通道分析 |
| 3.2.4 成像通道分析 |
| 3.3 像差分析 |
| 3.3.1 前置共口径望系统 |
| 3.3.2 分束系统 |
| 3.3.3 共口径消色差设计 |
| 3.3.4 中继成像系统 |
| 3.3.5 离焦 |
| 3.4 空间布局方案设计 |
| 3.5 杂散光 |
| 3.5.1 成像光谱仪杂散光来源 |
| 3.5.2 杂散光评价标准 |
| 3.5.3 杂散光抑制方法 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 光学系统设计与性能评估 |
| 4.1 光学设计 |
| 4.1.1 前置共口径望远镜光学设计与像质评价 |
| 4.1.2 中、长波中继成像系统光学设计与像质评价 |
| 4.1.3 中、长波整体光学系统拼接、优化及像质评价 |
| 4.2 物理光学分析 |
| 4.3 公差分析 |
| 4.3.1 成像系统公差分析 |
| 4.3.2 干涉系统公差分析 |
| 4.3.3 切换反射镜复位误差 |
| 4.4 采样误差分析 |
| 4.4.1 基线校正 |
| 4.4.2 切趾 |
| 4.5 杂散光分析 |
| 4.6 成像光谱仪机械结构设计 |
| 4.6.1 分系统设计 |
| 4.6.2 成像光谱仪主体结构设计 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 TSMIFTS集成与测试 |
| 5.1 器件测试和分系统集成 |
| 5.1.1 阶梯微反射镜 |
| 5.1.2 成像系统集成 |
| 5.1.3 干涉系统校准 |
| 5.2 TSMIFTS整机装配 |
| 5.3 TSMIFTS性能评估 |
| 5.3.1 空间分辨率 |
| 5.3.2 外场成像 |
| 5.3.3 光谱分辨率 |
| 5.3.4 仪器信噪比 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）基于多级阶梯微反射镜的傅里叶变换成像光谱仪红外图谱信息处理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景和意义 |
| 1.2 傅里叶变换成像光谱仪研究进展 |
| 1.3 傅里叶变换成像光谱仪图谱信息处理研究进展 |
| 1.3.1 通用类傅里叶变换成像光谱仪图谱信息处理技术 |
| 1.3.2 专用类傅里叶变换成像光谱仪图谱信息处理技术 |
| 1.4 论文主要内容和结构安排 |
| 1.4.1 论文工作的主要内容 |
| 1.4.2 论文的结构安排 |
| 第2章 基于多级阶梯微反射镜的IFTS原理 |
| 2.1 时间相干原理 |
| 2.1.1 单色光干涉 |
| 2.1.2 复色光干涉 |
| 2.2 傅里叶变换光谱学基础 |
| 2.2.1 Nyquist-Shannon采样定理 |
| 2.2.2 离散傅里叶变换 |
| 2.2.3 快速傅里叶变换 |
| 2.3 基于多级阶梯微反射镜的IFTS |
| 2.3.1 基于多级阶梯微反射镜的IFTS结构及工作原理 |
| 2.3.2 基于多级阶梯微反射镜的IFTS基本参数 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 基于多级阶梯微反射镜的IFTS图谱信息重建 |
| 3.1 基于多级阶梯微反射镜的IFTS图谱信息重建基本流程 |
| 3.2 场景图像重建 |
| 3.2.1 干涉图像单元提取 |
| 3.2.2 干涉图像单元拼接 |
| 3.2.3 场景图像融合 |
| 3.3 目标光谱重建 |
| 3.3.1 通用干涉数据处理 |
| 3.3.2 空域非均匀光程差采样校正 |
| 3.4 外场实验验证 |
| 3.4.1 外场成像实验平台搭建 |
| 3.4.2 外场实验结果:场景图像信息重建 |
| 3.4.3 外场实验结果:目标光谱信息重建 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 基于多级阶梯微反射镜的IFTS光谱辐射标定 |
| 4.1 干涉核心系统误差分析 |
| 4.1.1 倾斜误差 |
| 4.1.2 斜率误差 |
| 4.1.3 旋转误差 |
| 4.1.4 系统误差传递模型 |
| 4.2 光谱辐射标定 |
| 4.2.1 相对辐射标定 |
| 4.2.2 光谱波数标定 |
| 4.2.3 绝对辐射标定 |
| 4.3 光谱辐射标定实验 |
| 4.3.1 相对辐射标定实验 |
| 4.3.2 光谱波数标定实验 |
| 4.3.3 绝对辐射标定实验 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 基于多级阶梯微反射镜的IFTS性能评估 |
| 5.1 空间分辨率 |
| 5.1.1 SIFTS理论空间分辨率 |
| 5.1.2 SIFTS空间分辨率的实际测定 |
| 5.2 光谱分辨率 |
| 5.2.1 SIFTS理论光谱分辨率 |
| 5.2.2 SIFTS光谱分辨率的实际测定 |
| 5.3 信噪比 |
| 5.3.1 SIFTS理论干涉图信噪比 |
| 5.3.2 SIFTS理论光谱信噪比 |
| 5.3.3 SIFTS信噪比测量实验 |
| 5.4 定性识别及定量分析 |
| 5.4.1 定性识别 |
| 5.4.2 定量分析 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 创新 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）基于光机热集成分析的空间低温红外光谱仪研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源与研究的意义 |
| 1.2 低温红外光谱仪研究现状 |
| 1.2.1 国外低温红外光谱仪研究现状 |
| 1.2.2 国内低温红外光谱仪研究现状 |
| 1.3 光机热集成分析的研究现状 |
| 1.3.1 国外光机热集成分析研究现状 |
| 1.3.2 国内光机热集成分析研究现状 |
| 1.3.3 光机热集成分析研究现状总结 |
| 1.4 主要研究内容与结构安排 |
| 1.4.1 论文主要研究内容 |
| 1.4.2 论文结构安排 |
| 第2章 光机热集成分析方法设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光机热集成分析过程 |
| 2.2.1 热分析模型 |
| 2.2.2 结构分析模型 |
| 2.2.3 光学分析模型 |
| 2.3 光机集成分析刚体位移面形误差处理方法 |
| 2.3.1 光学顶点坐标系 |
| 2.3.2 镜面刚体位移定义 |
| 2.3.3 镜面刚体位移计算方法 |
| 2.4 镜面变形误差建模方法 |
| 2.4.1 镜面变形表示方法 |
| 2.4.2 泽尼克多项式拟合方法 |
| 2.5 光机接口验证方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 棱镜温度梯度、应力光机热集成分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 棱镜材料热光学系数影响分析 |
| 3.2.1 热光学系数公式 |
| 3.2.2 棱镜内部温度插值计算方法 |
| 3.2.3 棱镜内部光路计算方法 |
| 3.2.4 棱镜内部热光学系数光程差计算 |
| 3.3 棱镜材料应力光学系数影响分析 |
| 3.3.1 应力光学系数 |
| 3.3.2 应力光学系数对折射率变化计算 |
| 3.3.3 应力光学系数光程差计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 低温红外光谱仪整机设计与光机热集成分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 低温红外光谱仪光学设计 |
| 4.3 低温红外光谱仪结构设计 |
| 4.3.1 中波红外光谱仪反射镜结构设计 |
| 4.3.2 中波红外光谱仪棱镜组件结构设计 |
| 4.3.3 探测器与狭缝组件 |
| 4.4 光机热集成分析对光学性能的影响 |
| 4.4.1 热分析结果 |
| 4.4.2 结构有限元分析结果 |
| 4.4.3 光学分析结果 |
| 4.5 材料线膨胀系数变化对光谱仪性能影响灵敏度分析 |
| 4.5.1 材料线膨胀系数对光学元件面形的影响分析 |
| 4.5.2 材料线膨胀系数对系统焦距影响分析 |
| 4.6 低温红外光谱仪热控设计及验证 |
| 4.6.1 低温红外光谱仪热控设计 |
| 4.6.2 低温红外光谱仪稳态光学性能 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 低温红外光谱仪集成与试验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 中波红外光谱仪装调 |
| 5.2.1 碳纤维桁架装配 |
| 5.2.2 主三镜结构装配 |
| 5.2.3 曲面棱镜组件加工装配 |
| 5.2.4 光学元件定心装配 |
| 5.2.5 探测器组件装配 |
| 5.3 红外光谱仪常温测试 |
| 5.3.1 红外光谱仪常温传函测试 |
| 5.3.2 红外光谱仪常温光谱分辨率测试 |
| 5.3.3 红外光谱仪倾斜狭缝常温测试 |
| 5.4 红外光谱仪低温测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 论文研究成果 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）孔径编码光谱成像仪的仪器定标方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 光谱成像仪定标方法的发展历史及研究现状 |
| 1.2.2 孔径编码光谱成像仪的发展历史及研究现状 |
| 1.3 论文的主要内容 |
| 第2章 光谱成像仪定标的基础理论 |
| 2.1 经典光谱标定的定义及相关概念 |
| 2.1.1 空间分辨率 |
| 2.1.2 光谱分辨率 |
| 2.1.3 光谱响应函数及信噪比 |
| 2.2 经典辐射标定的定义及相关概念 |
| 2.2.1 辐射度量 |
| 2.2.2 黑体辐射与普朗克函数 |
| 2.2.3 相对辐射定标和绝对辐射定标的算法 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 基于Offner光栅系统的孔径编码光谱成像仪 |
| 3.1 孔径编码光谱成像仪的工作原理 |
| 3.1.1 基于空间维编码的光谱成像仪 |
| 3.1.2 基于光谱维编码的光谱成像仪 |
| 3.2 基于Offner光栅系统的中红外孔径编码光谱成像仪 |
| 3.2.1 系统结构与工作原理 |
| 3.2.2 关键器件的选型 |
| 3.2.3 凸面闪耀光栅的优化设计方法 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 孔径编码光谱成像仪的光谱定标 |
| 4.1 光谱定标方法 |
| 4.1.1 Hadamard编码与信噪比 |
| 4.1.2 Hadamard编码的实现与S-循环矩阵 |
| 4.1.3 Hadamard编码的解码 |
| 4.2 光谱定标方案 |
| 4.2.1 模板制作与模板匹配 |
| 4.2.2 光谱定标结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 孔径编码光谱成像仪的辐射定标 |
| 5.1 相对辐射定标 |
| 5.1.1 相对辐射定标的精度分析 |
| 5.1.2 相对辐射定标的误差来源 |
| 5.1.3 相对辐射定标结果 |
| 5.2 光谱辐射定标 |
| 5.2.1 光谱辐射定标的算法 |
| 5.2.2 光谱辐射定标的结果 |
| 5.3 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（6）消像差凸面全息光栅成像光谱系统建模与一体化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 凸面光栅成像光谱仪的研究现状 |
| 1.2.1 凸面光栅成像光谱仪的应用 |
| 1.2.2 凸面光栅成像光谱仪的研究进展 |
| 1.3 论文的主要研究内容与结构安排 |
| 1.3.1 论文的主要研究内容 |
| 1.3.2 论文的结构安排 |
| 第2章 成像光谱系统的设计理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 成像光谱仪的原理 |
| 2.2.1 成像光谱仪的工作原理 |
| 2.2.2 成像光谱仪的分类 |
| 2.2.3 成像光谱仪的基本性能参数 |
| 2.3 同心成像光学系统的理论基础 |
| 2.4 同心成像光谱系统的像差特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 凸面全息光栅成像光谱系统建模及像差分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 衍射光栅设计的基本原理 |
| 3.2.1 费马原理及其应用符号法则 |
| 3.2.2 光线追迹 |
| 3.2.3 衍射光栅的光程函数 |
| 3.3 凸面全息光栅成像光谱系统的像差理论 |
| 3.3.1 光线追迹 |
| 3.3.2 光学系统的像差分析 |
| 3.3.3 理论模型的性能评估 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于几何像差理论模型的优化设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 凸面光栅成像光谱系统结构参数的确定 |
| 4.2.1 凸面光栅的参数计算 |
| 4.2.2 狭缝参数的选择 |
| 4.2.3 光学系统结构参数的确定 |
| 4.3 基于变间距凸面光栅的成像光谱系统的消像散设计 |
| 4.3.1 变间距凸面光栅的设计背景 |
| 4.3.2 聚焦条件分析 |
| 4.3.3 成像光谱系统的设计结果 |
| 4.3.4 成像光谱系统评价 |
| 4.4 前置望远系统的设计 |
| 4.4.1 前置望远系统参数的确定 |
| 4.4.2 前置望远系统的结构选型与优化设计 |
| 4.5 消像差凸面光栅成像光谱仪光学系统设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 消像差凸面全息光栅的曝光系统设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 消像差凸面全息光栅的曝光光路 |
| 5.3 消像差凸面全息光栅曝光系统的优化设计 |
| 5.3.1 设计思路 |
| 5.3.2 优化函数 |
| 5.3.3 遗传算法及应用 |
| 5.3.4 优化设计实例 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 创新之处 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）复杂气象环境下机载红外成像系统动态仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 课题相关研究现状 |
| 1.2.1 机载红外成像系统研究现状 |
| 1.2.2 气象环境下红外成像建模仿真研究现状 |
| 1.3 研究内容与论文结构 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 论文结构 |
| 第二章 面向红外辐射的大气传输效应建模 |
| 2.1 机载红外成像系统建模 |
| 2.1.1 目标与背景辐射 |
| 2.1.2 大气传输 |
| 2.1.3 光学系统透射 |
| 2.1.4 探测器响应 |
| 2.1.5 信号增益 |
| 2.1.6 A/D转化和灰度量化 |
| 2.2 大气湍流效应建模 |
| 2.2.1 折射率结构常数模型 |
| 2.2.2 折射率功率谱密度模型 |
| 2.2.3 大气湍流相位屏 |
| 2.2.4 湍流调制传递函数 |
| 2.2.5 湍流环境下的仿真模型 |
| 2.3 大气气溶胶效应建模 |
| 2.3.1 米氏散射理论 |
| 2.3.2 大气衰减模型 |
| 2.3.3 大气辐射模型 |
| 2.3.4 气溶胶环境下的仿真模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 复杂气象环境下机载红外成像系统仿真 |
| 3.1 仿真总框架与流程 |
| 3.2 场景仿真 |
| 3.2.1 地物建模 |
| 3.2.2 环境建模 |
| 3.2.3 场景渲染 |
| 3.3 大气湍流效果仿真 |
| 3.3.1 静态湍流效果 |
| 3.3.2 动态湍流效果 |
| 3.4 大气气溶胶效果仿真 |
| 3.4.1 静态气溶胶效果 |
| 3.4.2 动态气溶胶效果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 成像质量评估研究 |
| 4.1 湍流效果评估 |
| 4.1.1 图像的灰度分布 |
| 4.1.2 图像的对比度 |
| 4.1.3 图像的边缘信息 |
| 4.2 气溶胶效果评估 |
| 4.2.1 图像的灰度分布 |
| 4.2.2 图像的对比度 |
| 4.2.3 图像的边缘信息 |
| 4.3 探测能力评估 |
| 4.3.1 湍流对作用距离影响 |
| 4.3.2 气溶胶对作用距离影响 |
| 4.3.3 作用距离的定量预测 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作内容总结 |
| 5.2 问题不足及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）硅基阻挡杂质带红外探测器优化及其深低温读出电路探究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 红外辐射的基本理论 |
| 1.2 红外探测器的发展历史 |
| 1.3 红外探测器概述 |
| 1.4 天文用红外探测器 |
| 1.5 BIB探测器 |
| 1.6 焦平面阵列 |
| 1.6.1 红外焦平面阵列原理 |
| 1.6.2 焦平面阵列单元 |
| 1.6.3 焦平面的发展 |
| 1.7 本论文的研究目的和主要内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 深低温半导体性质及BIB探测器理论模型 |
| 2.1 浅能级施主态氢原子模型 |
| 2.2 金属-绝缘体过渡 |
| 2.2.1 绝缘区域 |
| 2.2.2 中间区域 |
| 2.2.3 金属导电区域 |
| 2.3 Poole-Frenkel效应 |
| 2.4 迁移率 |
| 2.5 BIB探测器电场模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 CMOS工艺兼容离子注入BIB探测器 |
| 3.1 离子注入及其仿真 |
| 3.2 BIB探测器制备 |
| 3.3 探测器封装和测试设备 |
| 3.4 探测器性能表征 |
| 3.4.1 黑体响应率 |
| 3.4.2 暗电流 |
| 3.4.3 光电流响应谱 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 BIB探测器抗反射增吸收研究 |
| 4.1 BIB外延层结构 |
| 4.2 BIB外延层光学性质 |
| 4.3 BIB探测器减反方法 |
| 4.4 BIB光学参数 |
| 4.5 BIB减反结果 |
| 4.6 离子注入BIB减反增吸收 |
| 4.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 BIB探测器深低温读出电路探究 |
| 5.1 CCD与 CMOS电路比较 |
| 5.2 CMOS深低温性质 |
| 5.3 BIB探测器读出电路实现方案 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本论文的工作总结 |
| 6.2 不足与展望 |
| 6.2.1 本工作中的不足 |
| 6.2.2 展望 |
| 作者简介及在学期间发表的学术论文及研究成果 |
| 作者简历 |
| 已发表的学术论文 |
（9）基于视场拼接的远距离目标光电探测系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 远距离空中目标光电探测 |
| 1.1.2 目标光电捕获基本技术问题 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 论文主要内容和章节安排 |
| 第2章 大视场远距离目标光电捕获跟踪系统总体方案设计 |
| 2.1 大视场拼接技术 |
| 2.1.1 内视场拼接 |
| 2.1.2 外视场拼接 |
| 2.1.3 总结 |
| 2.2 基于圆锥旋转的大视场扫描拼接方案设计 |
| 2.2.1 大视场扫描方案设计 |
| 2.2.2 目标捕获跟踪成像系统总体方案设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 大视场扫描拼接成像系统设计 |
| 3.1 系统结构设计 |
| 3.1.1 相机运动控制机构简图设计 |
| 3.1.2 系统整体结构设计 |
| 3.1.3 球杆卡槽结构设计 |
| 3.1.4 偏心距调节结构设计 |
| 3.1.5 平衡设计 |
| 3.1.6 结构运动误差分析 |
| 3.2 结构振动特性分析 |
| 3.2.1 赫兹公式 |
| 3.2.2 轴承的有限元建模 |
| 3.2.3 样机结构振动特性分析 |
| 3.3 相机曝光控制流程设计 |
| 3.3.1 原动机选型 |
| 3.3.2 旋转位置反馈器件 |
| 3.3.3 核心控制芯片选型 |
| 3.3.4 相机曝光控制方案 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 扫描拼接成像系统成像特性分析 |
| 4.1 相机成像投影特性分析 |
| 4.1.1 相机成像光路投影过程 |
| 4.1.2 扫描相机子系统成像投影分析 |
| 4.2 扫描相机像移特性分析 |
| 4.2.1 像移特性分析 |
| 4.2.2 像移模糊图像复原 |
| 4.2.3 像移的非盲去卷积处理 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 大视场拼接成像系统实验分析 |
| 5.1 相机曝光控制流程详细设计 |
| 5.2 系统图像拼接处理流程 |
| 5.2.1 图像预处理 |
| 5.2.2 图像配准 |
| 5.2.3 图像融合 |
| 5.3实验 |
| 5.3.1 实验样机平台 |
| 5.3.2 样机平台校准 |
| 5.3.3 实验分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 中心旋转式大视场远距离目标光电捕获跟踪系统 |
| 6.1 中心旋转式扫描拼接成像系统设计方案 |
| 6.2 子系统结构设计 |
| 6.2.1 导电滑环 |
| 6.2.2 子系统结构设计 |
| 6.2.3 楔形支撑块底面倾斜角度设计 |
| 6.3 子系统控制设计 |
| 6.4 扫描相机成像特性分析 |
| 6.4.1 扫描相机成像投影特性分析 |
| 6.4.2 扫描相机像移特性分析 |
| 6.5 两种基于圆锥旋转的扫描式大视场拼接成像系统的对比分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（10）衍射光谱计算成像重构技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文组织结构 |
| 2 衍射光谱计算成像重构理论与系统建模 |
| 2.1 衍射光谱图像重构理论 |
| 2.1.1 衍射光谱成像原理 |
| 2.1.2 三维衍射光谱图像重构流程 |
| 2.1.3 恒定横向放大率 |
| 2.1.4 点扩散函数模型 |
| 2.2 系统仿真及搭建 |
| 2.2.1 衍射光谱成像系统的仿真模型 |
| 2.2.2 衍射光谱成像系统搭建 |
| 2.3 现有的衍射光谱图像重构算法 |
| 2.3.1 最近邻法 |
| 2.3.2 受限迭代JVC方法 |
| 2.3.3 逆滤波算法 |
| 2.3.4 正则化方法 |
| 2.4 图像质量评价指标 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于多通道空谱全变差的衍射光谱图像复原算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于ADMM和全变差的图像复原方法 |
| 3.2.1 TV模型 |
| 3.2.2 交替方向乘子法 |
| 3.2.3 算法小结 |
| 3.3 基于MSSTV的衍射光谱成像重构算法 |
| 3.3.1 MSSTV模型 |
| 3.3.2 MSSTV模型求解与优化 |
| 3.3.3 算法流程 |
| 3.4 实验及结果分析 |
| 3.4.1 实验设定 |
| 3.4.2 结果分析 |
| 3.4.3 收敛性分析 |
| 3.4.4 参数敏感性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于低秩和自适应空谱全变差的衍射光谱图像复原算法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型介绍 |
| 4.2.1 低秩先验模型 |
| 4.2.2 自适应全变差模型 |
| 4.3 基于LAMSSTV的衍射光谱成像重构算法 |
| 4.3.1 LAMSSTV模型 |
| 4.3.2 LAMSSTV模型的求解与优化 |
| 4.3.3 算法流程 |
| 4.4 实验及结果分析 |
| 4.4.1 实验设定 |
| 4.4.2 实验结果分析 |
| 4.4.3 参数敏感性分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
四、长波红外和中波红外超光谱傅里叶变换成像器（论文参考文献）
- [1]红外双谱段傅里叶变换成像光谱仪光学系统理论及关键技术研究[D]. 任俊. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021
- [2]复合试验床仿真技术综述[A]. 张盈,石彬,高阳,马一原. '21 全国仿真技术学术会议论文集, 2021
- [3]基于多级阶梯微反射镜的傅里叶变换成像光谱仪红外图谱信息处理研究[D]. 赵百轩. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(01)
- [4]基于光机热集成分析的空间低温红外光谱仪研究[D]. 李诚良. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(01)
- [5]孔径编码光谱成像仪的仪器定标方法[D]. 熊振璁. 长春理工大学, 2021(02)
- [6]消像差凸面全息光栅成像光谱系统建模与一体化设计[D]. 赵美红. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(03)
- [7]复杂气象环境下机载红外成像系统动态仿真研究[D]. 梁红霞. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [8]硅基阻挡杂质带红外探测器优化及其深低温读出电路探究[D]. 王超. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2020(03)
- [9]基于视场拼接的远距离目标光电探测系统研究[D]. 张祥. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2020(07)
- [10]衍射光谱计算成像重构技术研究[D]. 王旭. 南京理工大学, 2020(01)