基于MEMS紅外光源陣列的光電標(biāo)識技術(shù)研究.pdf

1、本論文針對基于MEMS紅外光源陣列的新型光電特征標(biāo)識技術(shù)，重點(diǎn)開展了MEMS紅外光源器件熱輻射特性、收斂輻射控制技術(shù)、陣列化編碼調(diào)制方法、系統(tǒng)驅(qū)動電路設(shè)計以及用于光源輻射距離計算的光電標(biāo)識系統(tǒng)輔助設(shè)計軟件開發(fā)的相關(guān)研究，為該技術(shù)面向近地面空間無線通信、戰(zhàn)場目標(biāo)敵我識別、復(fù)雜環(huán)境搶險救災(zāi)、工礦業(yè)生產(chǎn)安全和紅外質(zhì)譜分析等領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)與技術(shù)路線。
　　本MEMS紅外光源器件是一種基于半導(dǎo)體材料的電致變溫?zé)彷椛淦骷?，?jīng)系統(tǒng)性測

2、試分析，其具有3~5μm中紅外波段窄帶穩(wěn)定輸出的輻射特性，可實(shí)現(xiàn)1~50Hz變頻深度調(diào)制，以5.8V電壓驅(qū)動時光源輸出功率約65.7mW，電光轉(zhuǎn)化效率達(dá)9.76％；針對光源輻射發(fā)散角度過大的問題，設(shè)計制造了基于超硬鋁合金材料的紅外聚光反射鏡，使光源準(zhǔn)直輻射強(qiáng)度提高了86%，有效收斂控制了輻射功率角度；同時利用Zemax光學(xué)軟件仿真設(shè)計了CaF2材料準(zhǔn)直輻射透鏡，經(jīng)理論分析可實(shí)現(xiàn)光源輻射光線的全準(zhǔn)直出射；開發(fā)了基于VB編程的光電標(biāo)識系統(tǒng)計

3、算機(jī)輔助設(shè)計軟件，采用了基于LOWTRAN內(nèi)核的紅外輻射大氣平均透過率算法，實(shí)現(xiàn)了基于Simpson算法的紅外輻射強(qiáng)度積分計算，提出了快速對比逼近匹配輻射作用距離算法，經(jīng)該軟件計算分析，該光源單元的理論輻射探測距離可達(dá)7924m，與理論計算結(jié)果擬合度達(dá)99.7%；采用可快速數(shù)字程控開關(guān)的高精度低壓差線性可調(diào)集成穩(wěn)壓芯片ADP3336對MEMS紅外光源單元供電驅(qū)動，驅(qū)動電壓精度達(dá)1.8%，驅(qū)動效率80.1%，可完全滿足光源單元673mW驅(qū)