基于dmd的大动态范围中波红外仿真系统研究

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1、密级:硕士学位论文基于DMD的大动态范围中波红外仿真系统研究作者姓名：张宁指导教师:汤心溢研究员中国科学院上海技术物理研究所学位类别:工学硕士学科专业:电路与系统研究方向：光电系统工程及自动化培养单位:中国科学院上海技术物理研究所2016年5月学位论文版权使用授权书本人完全了解中国科学院大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存学位论文。本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将学位论文提交《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社

2、，编入CNKI学位论文全文数据库并充实到“学位论文学术不端行为检测系统”比对资源库，同意按章程规定享受相关权益。保密论文在解密后遵守此规定。论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日ResearchonLargeDynamicRangeInfraredSimulationSystemBasedonDMDByZhangNingADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofCircuitsandSyste

3、msShanghaiInstituteofTechnicalPhysicsChineseAcademyofSciencesApril,2016致谢致谢这篇硕士毕业论文的完成意味着自己的学生生活即将结束，岁月如歌，光阴似箭，我已经在上海技术物理研究所第五工程室度过了自己三年的硕士生活。回首这三年的求学历程，对于那些引导我、帮助我、激励我的人，我心中充满了感激。在此，我谨向在生活和学习中帮助过我的人表达我最真诚的谢意。首先要感谢我的导师汤心溢研究员，汤老师在我进入实验室之前就给予我耐心的指导，汤老师作为我的导师，是我硕士期间最大的荣幸。导师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风

4、，诲人不倦的高尚师德，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。导师不仅授我以文，而且教我做人，虽历时三载，却赋予我终生受益无穷之道。其次还要感谢五室主任李范鸣研究员，李老师经常在繁忙的工作中关心我的课题进展。感谢夏苓老师和薛薜芸在生活中给我的关心和帮助。感谢蹇毅一直帮我解答课题中的疑问，并帮助搭建课题的实验平台。感谢李燕和李争给我室内科研项目的机会，并给予足够的信任，使我能够快速成长。感谢高思丽老师和刘鹏老师对我的关心，在我失落的时候给我精神上的鼓励。感谢张涌老师、刘世建老师、王世勇老师、潘兆鑫老师、施家明老师在我硕士期间对我的关怀和帮助。感谢袁修鹏、吕侃、吴滢跃、张承泓、于洋、高波

5、、顾海峰、程雷等五室同事对我三年来的帮助，祝你们在工作和生活中都能顺利。感谢张昊、刘源、张驰、祝清瑞、王晨、岳娟、李冰、杨龙、黄侃、吕波等师兄师姐给我学习和生活上的帮助，这份情谊我不会忘记。感谢代具亭、朱元平、尹丽华、黄飞、石永彪、杨静、任月敏、陈超帅等同学，和你们在一起的时光给我留下了美好的求学回忆。感谢陈潇、邵保泰、金璐、王宵、周杨、谢江荣等师弟师妹给我带来的快乐。感谢研究生处的汪骏发老师、朱晓琳老师、黄曦老师、李淑薇老师在我三年的学习过程中对我的关心和帮助。在这里还要感谢我的女朋友，在忙碌的三年学习生活里，她始终给予我支持和鼓励，在此特地感谢。最后，我要特别感谢我的父母，感谢他们

6、对我的养育之恩。三年求学，远离家乡，只有假期才能与你们相聚，没有尽我最大的孝心，深感惭愧。在此，由衷的感谢带给我帮助、关心、鼓励的人们。作者张宁2016年4月I摘要摘要红外仿真技术可以在实验室产生红外成像系统测试所需要的红外模拟场景，能够有效地测试红外成像系统的性能，具有高效、方便、低耗、可重复性等优点，目前已成为国内外研究的热点。本文分析比较了目前主流的几种红外仿真技术，针对红外成像系统高空间分辨率、高帧频等应用需求，开展了基于数字微镜器件（DMD）的红外场景仿真系统的研究。DMD是一种MEMS器件，主要用于调制入射光线，反射图像信息，具有高分辨率、高帧频、高稳定性等特点，本文深入研

7、究了DMD的工作原理和工作方式，分析了几种常用的灰度调制方法，针对系统设计指标中红外仿真系统投影10～12bit灰度图像时帧频达到100Hz以上的关键要求，提出3种实现方案，改进型PWM调制方案，积分同步PWM调制方案和DMD微镜拼接调制方案。前两种方案可以实现10～12bit灰度图像下最大120Hz的显示，后者根据图像源的分辨率可以灵活设计拼接方式和调制方法，虽然牺牲了空间分辨率，但是可以将灰度图像位数提高两位。本文的系统主要包括光学系统、图