基于单光子探测器恢复时间的误码率分析

在深空激光通信中,为满足通信距离远、传输速率高的要求,常采用脉冲位置调制（Pulse Position Modula-tion, PPM）与单光子探测器（Single-Photon Detector, SPD）相结合的探测体制。本文从单光子探测器的恢复时间特性出发,推导了探测器单元探测概率和虚警概率模型,建立了基于信号或硬判决和最大计数硬判决的多元单光子探测器阵列误码率模型。仿真分析结果表明：在16-PPM调制和RS（15,8）编码（Reed-Solomon Codes,里德-所罗门编码）体制下,为实现1.22 Gbps的通信速率、误码率优于10^-7,当探测器单元数为4时,探测器恢复时间应≤3.2 ns;当探测器单元数为25时,探测器恢复时间应≤10 ns。     

紫外-短波红外航天遥感探测器光电性能测试装置的研制和标定

为解决紫外-短波红外探测器光电性能测试和评价问题,研制了一套探测器的光谱响应、时间响应和偏压响应测试装置,为紫外-短波红外探测器的光谱响应和光电特性参量测试提供测试装置和评价依据,以便评价其综合性能指标是否满足设计和使用要求。介绍了测试装置的研制和标定过程,该测试系统由宽光谱复合光源、样品室、单色仪、锁相放大器、标准探测器等构成,实现了200～2 500 nm光谱范围内光电探测器绝对/相对光谱响应度、量子效率、归一化探测率、频响特性、偏压响应度和时间响应参量的测试功能。最后分析了照明光斑波长校准和光谱辐射照度标定的重要性,并给出标定方法和结果。     

红外焦平面阵探测器及红外成像技术综述

综述了红外焦平面阵探测器，包括致冷和非致冷的焦平面阵探测器以及量进焦平面阵探测器的民同状及其在红外成像系系统的应用。     

中远红外高功率量子级联激光技术研究进展

量子级联激光器具有体积小，重量轻，波长可调谐，以及光源能够覆盖中远红外和太赫兹波段等特点，使其在痕量气体检测、定向红外对抗、自由空间光通讯以及红外成像和光谱等领域有着广泛的应用。自从1994年第一个量子级联激光器问世以来，大功率、高电光效率以及室温下连续工作的量子级联激光器一直是人们追求的目标。首先介绍了量子级联激光器的有源层设计、波导设计和器件散热设计方面的研究进展；其次重点讨论了4 μm~5 μm 中波红外和 8 μm~12 μm长波红外高功率室温下连续量子级联激光器的发展和演变、以及大功率脉冲量子级联激光器研究情况；最后简要介绍了大功率量子级联激光器芯片的外延制备技术。     

PtSi肖特基势垒IRCCD焦面阵列的设计和性能

该文介绍高性能PtSi肖特基势垒探测器64×128元红外CCD焦面阵列。掩埋沟道CCD成像器具有一个行间传输机构,它有22％的有效探测面积和120×60μm的像元尺寸。高性能薄型铂硅探测器的截止波长约6.0μm,而在3.0～4.5μm的光谱段有4.0～1.0％的量子效率。根据过程参数和工作电压,这些红外探测器在77K测得的暗电流密度为5到60nA/cm~2。在一个电视兼容的红外相机里,高质量的热图像通过64×128元PtSi肖特基势垒红外CCD焦面阵列得到。红外CCD照相机在没有垂直隔行扫描的情况下,以60帧每秒工作。     

量子级联技术研究进展：从光源到探测

量子级联技术基于多量子阱或超晶格结构中的子带跃迁和共振隧穿理论,既可以产生光源,又可以探测光信号,是量子级联激光器（QCL）和量子级联探测器（QCD）的理论基石,在检测、遥感、通信、雷达等领域具有广泛的应用前景。经过最近三十年的研究,量子级联技术在基础研究、产品性能以及应用系统研发和场景试验方面都取得了重大进展。本文首先简要介绍了量子级联技术的原理和发展历史,随后阐述了量子级联器件子带能级结构和电子输运动力学计算思路,接着重点综述了量子级联技术的研究进展,包括中远红外高功率QCL、中远红外宽调谐QCL、太赫兹QCL、高性能QCD,以及QCL和QCD的单芯片光子集成方面的内容,最后介绍了QCL和QCD的产品与应用情况。     

脉冲星MCP探测器设计与在轨验证

X射线脉冲星导航技术为航天器真正意义上的自主导航提供了一种途径。针对该技术在轨验证问题,提出了基于微通道板(Micro-Channel Plate,MCP)的X射线脉冲星导航探测器系统的设计。系统主要由光子探头、高压配电器和综合控制器组成。光子探头采用MCP作为核心功能部件,用于X射线光子信号的接收和倍增放大。高压配电器为光子探头中MCP提供工作电压。综合控制器作为探测器的管理中心,对探测器进行综合管理。MCP探测器由硬X射线调制望远镜(HXMT)卫星搭载。通过在轨测试,成功地获取了Crab脉冲星辐射脉冲轮廓,为X射线脉冲星导航技术的研究积累了经验。     

红外探测器比探测率与光学系统工作温度关系研究

针对低温光学系统自身辐射与红外探测器比探测率(D*)的关系,从红外辐射基本理论入手,建立了光学系统工作温度与背景限红外探测器D*之间的关系模型。由此计算出了典型四反光学系统不同工作温度下、不同谱段的背景限红外探测器D*值,综合考虑探测器处于非背景限情况,得出相关曲线;总结出了背景限红外探测器与光学系统工作温度之间关系的几点体会。     

中分辨率成像光谱仪焦平面设计方案设想

文中就中分辨率成像光谱仪的焦平面设计进行了分析,根据中分辨率成像光谱仪的谱段配置、微型组合滤光片研制难度、辐照分辨率、空间分辨率等具体情况,提出了详细的焦平面设想:在可见光波段焦平面(VIS FPA)采用镶嵌蓝光增强PIN二极管列阵,近红外焦平面(NIR FPA)采用红外增强PIN二极管列阵,读出采用CMOS多路读出及源跟随器输出结构,以相关双取样电路消除背景噪声、复位噪声和热噪声,每列探测器对应一路前置放大器;短波红外焦平面(SWIR FPA),探测器采用光伏HgCdTe器件,采用直接注入多路读出电路;长波红外焦平面(LWIR FPA),探测器采用光导HgCdTe器件,读出电路为与光敏元一一对应的前置放大器,主放大器,然后以模拟开关变为串行输出,文中还就各FPA的信噪比、量子效率、串音等进行了分析,提出了各焦平面的最佳工作温度、响应率和一致性等要求。     

深空探测光量子通信信道的主要参数

深空探测器距离地球路程遥远,保持探测器与地面站高效、实时的信息通信,将探测器采集的科学数据及时、完整地传输回地球,是亟待解决的问题。量子通信可以在确保信息安全、增大信息容量以及提高检测精度等方面突破经典通信的物理极限,研究量子通信在深空探测中的应用意义非常。通过对深空量子通信信道的研究与分析仿真,得到光束发射角、接收器口径、收发端距离等与可靠量子通信的关系,为深空量子通信的工程实现提供设计、仿真依据。     

InGaAs探测器热电制冷方法研究

InGaAs探测器在短波红外领域具有良好的探测率,对空间遥感和探测有重要的价值。为了实现空间红外仪器的高灵敏度要求,使用热电制冷技术设计了探测器制冷系统,使探测器稳定地工作在合适的温度,以相对较小的体积和功耗代价显著地提高红外仪器的探测灵敏度。     

大气环境监测卫星宽幅成像仪高性能碲镉汞红外探测芯片

宽幅成像仪(WSI)是大气环境监测卫星中的主要载荷之一,可以提供从可见光到长波红外的地球环境成像遥感数据。宽幅成像仪中搭载了从1.3~12.5 μm红外波段进行探测的8个波段碲镉汞红外探测器,各波段采用窄带滤光片进行分光,8个波段的碲镉汞探测器封装在短波、中波和长波3个组件中。本文中对8个波段的碲镉汞红外探测器进行了概述,内容涵盖了探测器的设计思想、制备工艺和测试方法,最后给出了目前在轨运行的高性能探测器组件的探测率性能和响应光谱,同时与各波段器件的探测率指标进行了对比。     

波段探测率D△λ替代峰值探测率Dλp的讨论

文中描述了波段探测器率Ｄλ的定义和计算方法，通过对空间长波红外探测器的波段探测率Ｄ△λ与目标辐射源温度Ｔ的关系讨论，来说明波段探测率Ｄ△λ     

斯特林制冷机与红外探测器耦合集成技术

主要针对斯特林制冷机与红外探测器的耦合集成技术进行了设计、分析,研制了整体式耦合和分离式耦合2种结构的斯特林制冷机/红外探测器组件,并通过了试验测试,性能指标可以满足要求.     

绕月与月面探测热环境及影响因素研究

为全面分析绕月和月面探测器可能经历的热环境作为热控设计依据,文章给出了典型高度和β角的环月圆轨道中,绕月探测航天器接收的太阳和月球红外热流密度及其变化规律。针对复杂月表地形,提出并采用月面三维月壤热模型,计算给出了不同太阳高度角下月面探测器在常规平坦月表的外热流密度情况,定量研究了月面山丘高度及其与探测器距离对探测器表面接收红外热流的影响程度,定性分析了复杂月表地形和月尘对探测器表面红外热流的影响。     

意大利的新型红外探测器系统

意大利电子公司开始对新一代的红外探测器系统的样机进行飞行试验,该系统的性能与现有机载雷达系统的探测和跟踪性能相似。该样机的飞行试验是在中型运输机上进行的。这种探测器结构紧凑,完全可以用在当代的战斗轰炸机上。美国海军航空发展中心正在考虑研制一种类似的机载红外搜索和跟踪探测器,用在监视或预警飞机上。法国海军也考虑用红外探测器去探测导弹和超低宅飞行的飞机。这种红外预警和目标跟踪系统采用了与     

红外图像探测器噪声的数值模拟方法

红外成像制导导引头上的成像器采用多元红外探测器 ,其噪声包括单个光电探测器的噪声 (例如 ,热噪声、1 /f噪声等 )和由于多元探测器之间的不均匀造成的固定图像噪声。图像噪声仿真的方法是 ,将图像划分为与探测器元一一对应的小区域 ,在显示屏幕上随机改变各个小区域的灰度等级。介绍一种随机灰度数列的生成方法 ,该随机灰度数列的概率分布规律符合红外探测器噪声的统计分布规律。这种方法主要用于模拟红外制导系统性能时给计算机生成的“目标 /背景红外图像”注入探测器噪声。     

温度变化对星载HgCdTe红外探测器性能影响分析

星载的HgCdTe红外探测器由于能探测导弹主动段尾焰而广泛应用于导弹预警和拦截,而星上红外探测器的工作性能直接影响着对导弹的识别和威胁判断.为了研究温度对星上红外探测器的性能影响,以HgCdTe探测器的温度噪声等效温差为性能参考、SBIRS近地轨道小卫星的宇宙环境为分析背景,结合目标的辐射能随距离变化分析和HgCdTe...     

多通道高计数率单光子计数系统的设计与实现

光子计数探测具有极高的探测灵敏度，已成为大气探测激光雷达的主流探测手段。设计了一种基于FPGA的8通道高计数率单光子计数系统，提出了一种基于多相时钟过采样的光子脉冲检测方法，实现了2 ns的光子脉宽分辨率、200 MCPS的光子计数率、无死时间的连续多通道同步计数，具有高计数率、高实时性、高集成度的特点。系统已装备于北京遥测技术研究所研制的多波长拉曼偏振大气探测激光雷达中，在激光雷达大气遥感中发挥了重要作用。     

新型硅化铂探测器

硅化铂红外探测器技术经过15年的开发目前已进入成熟阶段。硅化铂材料广泛用于凝视焦面阵探测器。这种探测器是一种与大多数目前红外探测器所使用的扫描系统不同的固定光学系统。目前一代的行扫描设备、前视红外设备（Flir）和监视系统都采用光学扫描原理,靠反射镜