摘要：针对当前光电系统中红外透明器件对电磁屏蔽性能的要求，文章利用High Frequency Structure Simulator(HFSS）仿真软件对多种不同结构参数的金属网栅的电磁屏蔽效能（SE）进行了仿真，分析了每个参数对金属网栅性能的影响规律。仿真结果表明单层金属网栅的电磁屏蔽效能与红外透过率互为矛盾关系，为了兼顾电磁屏蔽效能和红外透过率，文章设计仿真了多种不同结构的双层金属网栅，探究了影响双层金属网栅电磁屏蔽效能的多种因素，制备了周期为600μm，线宽为20μm的双层金属网栅。使用矢量网络分析仪和真空式傅里叶变换红外光谱仪对制备的双层金属网栅进行性能测试，实测双层金属网栅在3μm-5μm波段透过率约为86.5%，在12 GHz-18 GHz波段的平均屏蔽效能达到25 dB，相较于单层金属网栅红外透过率降低了2.5%，但电磁屏蔽效能提高了10 dB。在对金属网栅的实测与仿真结果对比分析的基础上，给出了影响实测结果的原因。

摘要：石墨烯材料作为一种柔性导电材料,已广泛应用于人体感知领域的研究。因其优异的物理性能和导电性能,研究人员通常将石墨烯材料与其他材料相结合,或对石墨烯材料进行结构设计,将石墨烯材料作为柔性传感器发展的研究重点。基于石墨烯材料在人体感知监测领域的研究进展,对常见的含石墨烯材料柔性传感器在人体脉搏监测、人体运动监测和人体疾病标志物监测三方面的监测能力进行综述。对石墨烯材料柔性传感器在不同人体感知监测领域的发展情况进行总结和分析,为未来石墨烯材料在人体感知监测领域的研究提供了参考。

摘要：环境污染和气候变化导致淡水紧缺,迫切需要绿色环保的淡水制备策略。太阳能驱动水蒸发作为低碳、环保、高效的海水淡化技术,是一种解决淡水资源短缺问题的新策略。高性能太阳能蒸发技术的关键在于蒸发材料应具有快速光热转换、水运输和蒸汽扩散性能。对此,受自然生物质多孔结构启发,通过冷冻干燥和炭化工艺制备了具有高光热转换和水供给能力的生物质衍生炭化玉米秆蒸发器,研究了其蒸发性能,结果表明:润湿条件下多孔炭化玉米秆蒸发器对太阳光的吸收率可达91.6%,在1 kW/m^(2)太阳光照强度下水蒸发速率和光热转换效率分别可达1.31 kg/(m^(2)·h)和89%。此外,研究了不同高度的三维结构对蒸发性能的增强影响,基于三维结构设计,炭化玉米秆蒸发器的蒸发速率和效率分别可提升至3.41 kg/(m^(2)·h)和90%,具备出色的蒸发/淡化海水能力。

摘要：为了解决多组分气体检测的问题,基于非色散红外(NDIR)传感技术提出了一种气室结构设计方案。方案采用单光源多探测器配置,以实现对CO_(2)、CO和CH_(4)混合气体的同时检测。通过光线追迹的方法,对气室光耦合效率、光程和照度进行分析。结果表明:在同等情况下,与同类型相比,文中的气室结构性能均有所提升,气室的光耦合效率提高了10%,加权平均光程长度提高了42%,信噪比提高了100倍,并且气室尺寸更小,照度分布均匀。因此,该气室结构对于多组分气体传感器的发展有着重要的意义。

摘要：为了提高变焦光学系统在复杂环境下的高分辨率探测能力,解决现有多波段光学系统中光路转换和波段切换耗时长、系统反应慢、不同波段目标信息存在差异的问题,设计了一种可见光(0.38~0.76μm)、中红外(3~5μm)共口径连续共变焦光学系统,系统工作焦距为7.52~98.35mm,变焦比为13×.基于正组补偿变焦理论分析了任意变焦位置处可见光、中红外变焦比的差异及其变化规律,推导了三片薄透镜消色差理论和双波段焦距补偿表达式.对变倍组和补偿组的光焦度进行合理匹配,使系统在任意变焦位置处的焦距及变焦比都相同,提高了双波段目标信息的一致性.根据使用要求,采用光学被动式完成双波段光学系统在-40^+60℃温度范围内的消热差设计.设计结果表明,系统结构紧凑,反应速度快,整体成像质量良好,可实现昼夜全天候工作.

摘要：杂散辐射分析与抑制是红外探测光学系统设计的重要环节,杂散辐射增加了系统的噪声,降低了红外探测系统对目标的探测能力。首先对红外探测系统杂散辐射源进行了分析,对基于光线追迹的杂散辐射分析理论进行了介绍,并结合具体的红外探测光学系统实例,提出了反向光线追迹的思路,分析系统关键表面的特性,提出了给机械表面涂覆吸收膜的方法来抑制系统的杂散辐射,分析结果满足杂散辐射抑制的要求。

摘要：针对制导领域目标干扰手段以及隐身水平不断提高的情况,结合可见光和中红外两个波段的特点,把两个波段两种寻的模式的位标指示器复合起来,设计了能够在双波段成像的位标指示器。该位标器采用共形整流罩来改善空气动力学性能,用Wassermann-Wolf非球面和衍射元件来校正整流罩引入的像差。对于红外系统采用光学被动式消热差法,在-40～+65℃的温度范围进行热补偿。设计结果表明,2个子系统成像质量良好,组合系统体积小、重量轻,可昼夜全天候工作,提高了对目标的捕获、跟踪和识别能力。

摘要：针对传统几何法在六光幕精度靶测量模型解算及精度分析中因取近似结构参数而引入误差的问题,提出了基于平面方程的精确解算及精度分析法.依据工程实际,构建了高通用性的六光幕精度靶工程化测量模型及误差传递模型,系统地仿真比较了两类六幕结构中靶距及靶距误差、斜幕角度及角度误差、光源和接收对准误差等多误差源对弹丸速度及着靶坐标测量结果的影响,获得了一系列探测靶面内的测量误差分布数据,并结合实际给出了一个可满足坐标测量误差小于3 mm,相对测速误差小于0.3%指标的工程设计实例.研究结果可为六光幕精度靶的工程化设计与精度评估提供可靠的理论基础及数据参考.

摘要：由微纳结构阵列构建的超构透镜体积小、质量轻,通过复合结构可实现多功能化设计,其口径一般为微米量级,对于诸如厘米级口径的超构透镜,其含有的微纳结构单元数量达到数十亿个。如果采用逐一建模的方式绘制这些微纳结构,必然导致版图文件过大,以至图形绘制时间长以及版图无法打开。为了解决此问题,基于版图设计软件L-Edit提出环状布局的超构透镜设计方法,采用二进制与库调用相结合的方法绘制超构透镜每个圆环中构建单元阵列,从而实现大口径超构透镜版图文件的有效压缩。研究结果表明:设计的超构透镜实现了亚波长聚焦;针对口径为50 mm的超构透镜,利用本文提出的版图绘制压缩方法,其版图文件大小为176 MB,远小于采用逐一建模绘制方式生成的版图文件(3.70 TB),实现了大口径超构透镜版图设计文件海量数据的高效压缩,从而保证了大口径超构透镜元件设计的可制造性。

摘要：为了解决传统成像系统存在的大视场与高分辨率不可兼得的问题,设计了大视场曲面仿生复眼光学系统。首先,针对所采用的间隔型圆周分层微透镜阵列排布方式,建立了一种曲面仿生复眼光学系统成像原理数学模型;再使用微透镜阵列与转像系统相结合的成像方案解决了微透镜阵列所成的曲面像与平面探测器不匹配的问题;并使用光学设计软件对该系统进行仿真分析及公差分析。设计得到的曲面仿生复眼光学系统总视场为152°,组合系统的焦距为61.14 mm,角分辨率为2.304″,系统总长为16.39 mm。相对传统的大视场成像系统而言,此曲面仿生复眼成像系统的畸变更小、分辨率更高。