基于MEMS紅外光源陣列的光電標識技術研究.pdf

1、本論文針對基于MEMS紅外光源陣列的新型光電特征標識技術，重點開展了MEMS紅外光源器件熱輻射特性、收斂輻射控制技術、陣列化編碼調制方法、系統(tǒng)驅動電路設計以及用于光源輻射距離計算的光電標識系統(tǒng)輔助設計軟件開發(fā)的相關研究，為該技術面向近地面空間無線通信、戰(zhàn)場目標敵我識別、復雜環(huán)境搶險救災、工礦業(yè)生產安全和紅外質譜分析等領域的應用奠定了理論基礎與技術路線。
　　本MEMS紅外光源器件是一種基于半導體材料的電致變溫熱輻射器件，經系統(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，可實現(xiàn)1~50Hz變頻深度調制，以5.8V電壓驅動時光源輸出功率約65.7mW，電光轉化效率達9.76％；針對光源輻射發(fā)散角度過大的問題，設計制造了基于超硬鋁合金材料的紅外聚光反射鏡，使光源準直輻射強度提高了86%，有效收斂控制了輻射功率角度；同時利用Zemax光學軟件仿真設計了CaF2材料準直輻射透鏡，經理論分析可實現(xiàn)光源輻射光線的全準直出射；開發(fā)了基于VB編程的光電標識系統(tǒng)計

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