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方家熊院士和他的研究领域 精选

已有 7010 次阅读 2007-7-13 14:34 |个人分类:人物:典范榜样|系统分类:人物纪事

方家熊

 

    方家熊 (1939.10.22-) 光传感技术专家。安徽黄山市人。1962年毕业于南京大学物理系,1966年中国科学院研究生毕业。中国科学院上海技术物理研究所研究员。从事光传感器研究,为我国空间遥感系统提供了多种红外传感器。他提出了变能隙半导体红外传感器的工程优值参数概念和测试方法;解决了空间用红外传感器的技术基础及工程问题,满足了我国首次从卫星对地球的长波红外遥感的要求;为新型空间遥感系统的需要实现了碲镉汞红外器件对1~15微米探测的全波段覆盖;提出了我国第一个多光谱红外焦平面组件方案并研制成功;为风云一号卫星、风云二号卫星以及"神舟3号"飞船提供了各种多波段红外传感器组件,并推广应用于航空遥感系统和工业、交通、环境和医学等领域。著有卫星用长波HgCdTe探测器的研究等论文报告100多篇,参加撰写专著2部,获得六个国家科技奖。
  2001年当选为中国工程院院士。
信息与电子工程学部。

 

相关学科介绍:红外传感器

    红外技术发展到现在,已经为大家所熟知,这种技术已经在现代科技、国防和工农业等领域获得了广泛的应用。红外传感系统是用红外线为介质的测量系统,按照功能能够分成五类:(1)辐射计,用于辐射和光谱测量;(2)搜索和跟踪系统,用于搜索和跟踪红外目标,确定其空间位置并对它的运动进行跟踪;(3)热成像系统,可产生整个目标红外辐射的分布图像;(4)红外测距和通信系统;(5)混合系统,是指以上各类系统中的两个或者多个的组合。

 

    某类红外传感器阵列

    我们先看看红外系统的组成、主要光学系统和辅助光学系统,在此基础上对红外的关键元件进行详细的探讨。其实,红外传感器的工作原理并不复杂,一个典型的传感器系统各部分的工作原理是:

(1)       待侧目标。根据待侧目标的红外辐射特性可进行红外系统的设定。

(2)       大气衰减。待测目标的红外辐射通过地球大气层时,由于气体分子和各种气体以及各种溶胶粒的散射和吸收,将使得红外源发出的红外辐射发生衰减。

(3)       光学接收器。它接收目标的部分红外辐射并传输给红外传感器。相当于雷达天线,常用是物镜。

(4)       辐射调制器。对来自待测目标的辐射调制成交变的辐射光,提供目标方位信息,并可滤除大面积的干扰信号。又称调制盘和斩波器,它具有多种结构。

(5)       红外探测器。这是红外系统的核心。它是利用红外辐射与物质相互作用所呈现出来的物理效应探测红外辐射的传感器,多数情况下是利用这种相互作用所呈现出的电学效应。此类探测器可分为光子探测器和热敏感探测器两大类型。

(6)       探测器制冷器。由于某些探测器必须要在低温下工作,所以相应的系统必须有制冷设备。经过制冷,设备可以缩短响应时间,提高探测灵敏度。

(7)       信号处理系统。将探测的信号进行放大、滤波,并从这些信号中提取出信息。然后将此类信息转化成为所需要的格式,最后输送到控制设备或者显示器中。

(8)       显示设备。这是红外设备的终端设备。常用的显示器有示波器、显像管、红外感光材料、指示仪器和记录仪等。

依照上面的流程,红外系统就可以完成相应的物理量的测量。

红外系统的核心是红外探测器,按照探测的机理的不同,可以分为热探测器和光子探测器两大类。下面以热探测器为例子来分析探测器的原理。

热探测器是利用辐射热效应,使探测元件接收到辐射能后引起温度升高,进而使探测器中依赖于温度的性能发生变化。检测其中某一性能的变化,便可探测出辐射。多数情况下是通过热电变化来探测辐射的。当元件接收辐射,引起非电量的物理变化时,可以通过适当的变换后测量相应的电量变化。

   红外传感器已经在现代化的生产实践中发挥着它的巨大作用,随着探测设备和其他部分的技术的提高,红外传感器能够拥有更多的性能和更好的灵敏度。

参考资料:

1http://www.cae.cn/experts/detail.jsp?id=237

2http://baike.baidu.com/view/251985.htm



 




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