本發(fā)明涉及光學(xué)能量調(diào)制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于光電光電陶瓷的紅外能量調(diào)制裝置及方法。
背景技術(shù)：
隨著新一代高性能紅外制導(dǎo)、導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的快速發(fā)展，紅外制導(dǎo)仿真作為主要的設(shè)計和驗證手段，在武器系統(tǒng)的論證、總體設(shè)計、制導(dǎo)控制組合的研制和型號鑒定使用等方面得到了越來越廣泛的應(yīng)用，因此對紅外仿真系統(tǒng)的性能及可靠性提出了更新更高的要求。
紅外制導(dǎo)探測器在同一波段范圍不同作用距離下接收到的紅外目標(biāo)輻射能量是不同的，紅外探測器可以通過接收到紅外目標(biāo)的輻射能量的數(shù)據(jù)對該目標(biāo)的距離做出較為準確的估計，目標(biāo)距離的準確估計對導(dǎo)彈武器系統(tǒng)有著重要的作用。
作為紅外仿真系統(tǒng)重要組成部分的紅外目標(biāo)模擬系統(tǒng)，就必須在整個仿真過程中做到對目標(biāo)紅外輻射能量做到精確調(diào)制，已達到對紅外目標(biāo)精確模擬的目的。目前對紅外目標(biāo)能量調(diào)制的方式是通過黑體溫度和傳統(tǒng)的紅外漸變?yōu)V光片進行兩級調(diào)制，但由于黑體溫度從開始變化到穩(wěn)定所需的時間太長，因此調(diào)制紅外輻射能量的大小主要還是通過漸變?yōu)V光片來完成，但由于漸變?yōu)V光片是通過快速機械運動完成能量連續(xù)變化的過程，使得在一些極端環(huán)境(如低冷環(huán)境)條件下，使用該方法進行紅外能量調(diào)制極為困難。根據(jù)以上的分析，現(xiàn)有的紅外能量調(diào)制方式已經(jīng)不能夠滿足未來新型環(huán)境條件下紅外成像制導(dǎo)仿真的需求。
因此，需要提供一種基于光電陶瓷的紅外能量調(diào)制裝置及方法，利用電壓調(diào)制的方式代替以往機型控制的復(fù)雜方式，有效地實現(xiàn)對紅外輻射能量便捷調(diào)制，并且由于光電陶瓷材料可在低冷環(huán)境下穩(wěn)定工作，從而能夠?qū)崿F(xiàn)在低冷環(huán)境下從0％至100％的電壓控制的紅外能量簡便快捷調(diào)制的能力。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于光電陶瓷的紅外能量調(diào)制裝置及方法，解決如何建立和確定光電陶瓷透過率與施加電壓的對應(yīng)關(guān)系，以及光電陶瓷材料性質(zhì)相對穩(wěn)定的特征，實現(xiàn)在低冷環(huán)境下從0％至100％的電壓控制的紅外能量簡便快捷調(diào)制的能力。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
本發(fā)明公開一種基于光電陶瓷的紅外能量調(diào)制裝置，該裝置包括光源、光學(xué)準直鏡組、光電陶瓷紅外能量調(diào)制器、紅外探測器和電流顯示器；所述光學(xué)準直鏡組包括光源端光學(xué)準直鏡和探測端光源準直鏡；所述光電陶瓷紅外能量調(diào)制器包括紅外濾光片、偏振鏡組、光電陶瓷、電極；所述偏振鏡組包括水平光偏振片和垂直光偏振片。
所述光源、光源端光學(xué)準直鏡、紅外濾光片、水平光偏振片、光電陶瓷、垂直光偏振片、探測端光源準直鏡和紅外探測器均以光軸為中心依次排列；所述水平光偏振片與垂直光偏振片分別按偏振光的垂直方向放置在光電陶瓷的左側(cè)和右側(cè)；所述電極分別安裝在光電陶瓷上側(cè)和下側(cè)，用于對光電陶瓷施加電壓進而改變光電陶瓷對光能量的透過率。
所述紅外探測器，用于記錄光電陶瓷對光能量的透射值。
所述電流顯示器與紅外探測器相連接，檢測紅外探測器輸出電流的變化。
優(yōu)選地，所述光源為黑體輻射源。
優(yōu)選地，所述電流顯示器為皮安表。
本發(fā)明還公開了一種基于光電陶瓷的紅外能量調(diào)制裝置的調(diào)制方法，該方法步驟包括：
s1、對光電陶瓷兩側(cè)安裝電極，通過電極對光電陶瓷兩側(cè)施加電壓；
s2、對施加在光電陶瓷兩側(cè)電極的電壓進行分檔，分別做紅外能量探測試驗，并記錄每檔電壓值對應(yīng)的皮安表響應(yīng)的電流數(shù)據(jù)；
s3、通過對光電陶瓷兩側(cè)電極施加的電壓及每檔電壓所對應(yīng)的電流值，擬合電壓驅(qū)動區(qū)間與透過率的對應(yīng)關(guān)系方程，即為
y＝f(x)
其中，y表示驅(qū)動電壓值，x表示透過率，f(x)表示與透過率相關(guān)的函數(shù)。
進一步地，所述該方法s2中對施加電壓進行均勻化分檔，最大施加電壓值為5v，均勻劃分26檔，即第一檔為0v，后每一檔均比前一檔增加0.2v。
進一步地，所述該方法s3中根據(jù)測量的電流數(shù)據(jù)，以0v對應(yīng)0a為左端起點，選取一段單調(diào)遞增的電壓與電流的對應(yīng)區(qū)間作為實際應(yīng)用的電壓驅(qū)動區(qū)間，最大的電壓值對應(yīng)的電流值擬定為100％透過率，在這個區(qū)間內(nèi)其他電壓對應(yīng)的透過率用其對應(yīng)的電流值與100％透過率的電流值的比值來確定。
至此，實現(xiàn)了在低冷環(huán)境下從0％至100％的電壓控制的紅外能量動態(tài)調(diào)制。
本發(fā)明的有益效果如下：
本發(fā)明的一種基于光電陶瓷的紅外能量調(diào)制裝置及方法由于采用了以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有紅外能量調(diào)制技術(shù)相比優(yōu)點在于：
1)利用透過率與施加電壓的對應(yīng)關(guān)系，通過對電壓調(diào)制的方式代替以往機械控制的方式，對紅外輻射能量進行簡便快捷調(diào)制。
2)針對于光電陶瓷材料性質(zhì)相對穩(wěn)定的特點，可解決目前在極端環(huán)境(如低冷環(huán)境)下，使用通過機械運動來完成對紅外能量變化控制過程極為困難的問題，實現(xiàn)了在低冷環(huán)境下從0％至100％的電壓控制的紅外能量簡便快捷調(diào)制的能力。
附圖說明
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細的說明。
圖1為本發(fā)明實施例所述的一種基于光電陶瓷的紅外能量調(diào)制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中各標(biāo)記如下：101黑體輻射源，102光源端光學(xué)準直鏡，103紅外濾光片，104水平光偏振片，105光電陶瓷，106電極，107垂直光偏振片，108探測端光源準直鏡，109紅外探測器，110皮安表。
具體實施方式
為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實施例和附圖對本發(fā)明做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標(biāo)記進行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護范圍。
如圖1所示，本發(fā)明公開一種基于光電陶瓷的紅外能量調(diào)制裝置，該裝置包括黑體輻射源101、光學(xué)準直鏡組、光電陶瓷紅外能量調(diào)制器、紅外探測器109和皮安表110。
所述光學(xué)準直鏡組包括光源端光學(xué)準直鏡102和探測端光源準直鏡108。
所述光電陶瓷紅外能量調(diào)制器包括紅外濾光片103、偏振鏡組、光電陶瓷105、電極106。
所述偏振鏡組包括水平光偏振片104和垂直光偏振片107。
所述黑體輻射源101、光源端光學(xué)準直鏡102、紅外濾光片103、水平光偏振片104、光電陶瓷105、垂直光偏振片107、探測端光源準直鏡108和紅外探測器109均以光軸為中心依次排列；所述水平光偏振片104與垂直光偏振片107分別按偏振光的垂直方向放置在光電陶瓷105的左側(cè)和右側(cè)；所述電極106分別安裝在光電陶瓷105上側(cè)和下側(cè)，用于對光電陶瓷105施加電壓進而改變光電陶瓷105對光能量的透過率。
所述紅外探測器109，用于記錄光電陶瓷105對光能量的透射值。
所述皮安表110與紅外探測器109相連接，檢測紅外探測器109輸出電流的變化。
基于光電陶瓷的紅外能量調(diào)制方法是通過對安裝在光電陶瓷105兩側(cè)的電極106施加電壓，改變光電陶瓷105的偏振態(tài)，進而改變光電陶瓷105對光能量的透過能力，從而達到對光能量快速調(diào)制的目的。
本發(fā)明還公開了一種基于光電陶瓷的紅外能量調(diào)制裝置的調(diào)制方法，該方法步驟包括：
s1、對光電陶瓷105兩側(cè)安裝電極106，通過電極106對光電陶瓷105兩側(cè)電極施加電壓；
s2、對施加在光電陶瓷105兩側(cè)電極106的電壓進行分檔，分別做紅外能量探測試驗，并記錄每檔電壓值對應(yīng)的皮安表110響應(yīng)的電流數(shù)據(jù)；
s3、通過對光電陶瓷105兩側(cè)電極106施加的電壓及每檔電壓所對應(yīng)的電流值，擬合電壓驅(qū)動區(qū)間與透過率的對應(yīng)關(guān)系方程，即為
y＝f(x)
其中，y表示驅(qū)動電壓值，x表示透過率，f(x)表示與透過率相關(guān)的函數(shù)。
進一步地，所述該方法s2中對施加電壓進行均勻化分檔，最大施加電壓值為5v，均勻劃分26檔，即第一檔為0v，后每一檔均比前一檔增加0.2v。
進一步地，所述該方法s3中根據(jù)測量的電流數(shù)據(jù)，以0v對應(yīng)0a為左端起點，選取一段單調(diào)遞增的電壓與電流的對應(yīng)區(qū)間作為實際應(yīng)用的電壓驅(qū)動區(qū)間，最大的電壓值對應(yīng)的電流值擬定為100％透過率，在這個區(qū)間內(nèi)其他電壓對應(yīng)的透過率用其對應(yīng)的電流值與100％透過率的電流值的比值來確定。
至此，實現(xiàn)了在低冷環(huán)境下從0％至100％的電壓控制的紅外能量動態(tài)調(diào)制。
綜上所述，本發(fā)明所述技術(shù)方案與現(xiàn)有紅外能量調(diào)制技術(shù)相比優(yōu)點在于：
1)利用透過率與施加電壓的對應(yīng)關(guān)系，通過對電壓調(diào)制的方式代替以往機械控制的方式，對紅外輻射能量進行簡便快捷調(diào)制。
2)針對于光電陶瓷105材料性質(zhì)相對穩(wěn)定的特點，可解決目前在極端環(huán)境(如低冷環(huán)境)下，使用通過機械運動來完成對紅外能量變化控制過程極為困難的問題，實現(xiàn)了在低冷環(huán)境下從0％至100％的電壓控制的紅外能量簡便快捷調(diào)制的能力。
顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定，對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之列。