毛亮
- 作品数：10 被引量：23H指数：4
- 供职机构：中国科学技术大学工程科学学院中科院材料力学行为和设计重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：电子电信理学机械工程一般工业技术更多>>
- 无基底焦平面阵列结构优化设计及性能分析
- 2010年
- 基于光学读出非制冷红外成像技术,本文作者提出并成功设计制作了无基底焦平面阵列结构(Focal Plane Array,FPA),不仅简化了制作工艺,而且大幅提升了成像性能。但由于其为单层膜结构,固有频率值低,可能会引起热机械振动噪声(NETDTM),导致噪声等效温度差(NETD)上升。为解决这一问题,本文提出两种改进的加强梁结构,借助有限元简化模型和激光位移传感器,通过数值模拟和实验验证,证实这两种结构可以大幅度提高FPA固有频率值(分别从74Hz提升至835Hz和404Hz),NETDTM降低约两个数量级,从而实现了对FPA的优化设计。
- 陈焕斌张青川程腾高杰史海涛蒋兴凯毛亮
- 关键词：FPA固有频率
- 利用消杂散光的偏振光技术提高光学读出红外成像检测灵敏度被引量：5
- 2013年
- 在基于刀口滤波技术的光学读出的非制冷红外成像技术中,光学元件的反射会在CCD靶面引入杂光光斑,使得检测到的光强信号中FPA的像所占比例降低,因此降低了光学检测灵敏度.采用偏振光学读出系统,即在光路中添加偏振片、四分之一波片,利用对透射光和反射光的偏振方向有选择的偏振分光棱镜代替原有分光棱镜,用偏振光原理消除光路中光学元件的反射杂散光,使FPA像在CCD靶面接收到的光强中所占比例大幅度增加,进而提高光学检测灵敏度.偏振光路检测实验结果显示,检测灵敏度比非偏光实验提高了约47%,与理论分析值一致.
- 张志刚毛亮程腾张青川
- 关键词：光学读出非制冷红外成像偏振光
- 基于无基底焦平面阵列红外热像仪的理论模型分析被引量：4
- 2011年
- 基于双材料微悬臂梁热变形原理的光学读出非制冷红外探测阵列经历了从有基底结构向无基底结构的发展过渡,无基底阵列的红外成像结果和有限元模型分析均表明无基底阵列不满足恒温基底条件.本文结合电学比拟的方法,提出了一种新的基于无基底焦平面阵列(focalplaneArray,FPA)的热传递分析的理论模型.分析采用整体考虑的思路,避开了无基底FPA阵列各单元热传递互相影响所产生的复杂热分布分析,并考虑了框架对热量的吸收与传递.理论模型采用外边框与环境等温的边界条件,虽不及有限元方法对边界条件的处理灵活,但也已取得与实验一致的计算结果,可以用作为计算无基底FPA响应的近似公式.同时,该理论模型避免了有限元建模计算的繁琐,在大阵列下计算尤为便捷,而且还能根据响应要求计算无基底FPA应具备的像素尺寸,实现FPA反向设计与优化.
- 蒋兴凯张青川史海涛毛亮程腾伍小平
- 关键词：光学读出非制冷红外成像焦平面阵列
- 无基底焦平面阵列的性能分析和优化
- 红外成像技术在军事、工业、医疗、商业等方面有广泛应用。光学读出非制冷红外成像技术由于成本低、性能高而成为今年来研究的热点之一。本文在课题组工作的基础上，针对光学读出非制冷红外成像技术的核心元件无基底焦平面阵列(FPA)展...
- 毛亮
- 关键词：材料选择
- 焦平面阵列反光板的优化设计与制作
- 2013年
- 光学读出红外热成像系统中,焦平面阵列(FPA)反光板的初始弯曲降低了系统的光学检测灵敏度。针对FPA的设计制作,提出了两种降低其反光板初始弯曲的优化设计方案:减薄反光板上金层厚度和制作带加强筋的反光板。在理论分析的基础上,设计制作了单元尺寸为200μm的反光板金层减薄FPA,其反光板曲率半径提高至原来金层未减薄FPA的4.71倍,系统光学检测灵敏度提高了5.2倍;单元尺寸为60μm的反光板带加强筋FPA,其反光板曲率半径提高至原来没有加强筋FPA的4.29倍,系统光学检测灵敏度提高了1.18倍。实验验证了理论分析的结果。
- 毛亮史海涛程腾欧毅陈大鹏张青川
- 关键词：成像系统焦平面阵列非制冷红外成像
- 光学读出非制冷红外成像技术的光学灵敏度分析被引量：8
- 2012年
- 不同于传统的非制冷红外成像技术,提出了基于微电子机械系统(MEMS)的新概念光学读出非制冷红外成像技术。它的光学读出系统基于空间刀口滤波原理,具有高灵敏度、高分辨率和高抗震性等优点,但同时也受到了反光板的弯曲变形、粗糙度等复杂因素的影响。在大量实验数据的基础上,利用夫琅禾费近场衍射理论,建立了复杂因素下光学灵敏度的理论分析模型,详细分析了刀口滤波位置、反光板的长度、曲率半径、粗糙度、LED光源的强度以及扩展宽度等对光学灵敏度的影响,并提出了通过极限操作使系统的光学灵敏度最大化的光学优化方法。
- 程腾张青川高杰毛亮伍小平陈大鹏
- 关键词：成像系统光学读出非制冷红外成像焦平面阵列
- 基于光学读出非制冷红外成像系统的无基底FPA等效电学模型被引量：6
- 2013年
- 与传统的有基底FPA(焦平面阵列)相比,基于全镂空支撑框架结构的新型无基底FPA在热学特性上存在显著差异,传统的基于恒温基底假设的热学分析模型不再适用,因此,通过电学比拟方法,将无基底FPA的热响应特性等效为电学模型.通过该模型,进一步分析了无基底FPA在非真空环境下的热学性能,分析表明:该无基底FPA具有在大气压下优良的红外成像性能,其NETD(噪声等效温度差)值仅比真空环境下增加了数倍.
- 张勇程腾张青川陈大鹏高杰毛亮吴健雄高越
- 关键词：非制冷红外成像光学读出焦平面阵列
- 基于无基底焦平面阵列的红外图像算法研究
- 光学读出非制冷红外成像技术采用了全新概念的无基底焦平面阵列，它的热学特性与传统的有基底焦平面阵列完全不同，其感热单元吸收的红外辐射以点扩散函数的形式向相邻单元扩散。该热学特性大幅度提高无基底焦平面阵列的红外探测性能，使红...
- 吴健雄程腾张青川高杰毛亮蒋兴凯张勇高越
- 关键词：非制冷红外成像图像算法点扩散函数
- 文献传递
- 利用消杂散光的偏振光技术提高光学读出红外成像的检测灵敏度
- 随着红外成像技术在军事、医疗、监控以及交通等方面应用的普及,红外成像技术至今仍是热门研究课题.本课题组提出了基于微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS)和光学读出的非制冷红...
- 张志刚程腾高杰毛亮张青川
- 关键词：光学读出非制冷红外成像偏振光
- 光学读出微梁阵列红外成像性能分析与优化被引量：2
- 2010年
- 系统响应率是光学读出微梁焦平面阵列(Focal Plane Array,FPA)红外成像的关键性能参数。在刀口滤波光学读出技术中,系统响应率的主要组成部分——光学读出灵敏度与微梁反光板的长度密切相关,并受到反光板弯曲变形的严重影响。由于残余应力在制作过程中不可避免地存在,微梁反光板都有弯曲变形,膜厚相同的反光板具有相同的变形曲率半径。本文利用傅里叶光学分析了反光板长度和弯曲变形对光学读出灵敏度的影响,构建并实验验证光学读出灵敏度理论模型。根据该模型,分析了系统响应率与反光板长度之间关系,理论分析与实验结果相符。结果表明,通过减薄SiNx厚度并使反光板处于该厚度下的最优长度,不仅能提高红外成像的系统响应率,而且能同时提高红外成像的空间分辨率。
- 史海涛张青川焦斌斌钱剑陈大鹏毛亮伍小平程腾高杰
- 关键词：光学读出微悬臂梁FPA非制冷红外成像残余应力
