论文总字数：28652字

摘 要

微光夜视技术广泛应用于军事、航空领域。设备照明系统发出的部分红光和近红外光会影响夜视装备正常工作，因此需要实现夜视兼容照明，而最直接有效的手段是使用近红外吸收滤光片。

本论文将紫外/近红外吸收剂加入羟基丙烯酸树脂中配制成涂层材料涂覆在聚酯膜表面制备出吸收波段在665~930nm的吸收型塑料滤光片。为了得到满足制备工艺要求，性能稳定，光线透过率高的羟基丙烯酸树脂，通过实验对丙烯酸树脂粘度、透过率、Tg的影响因素进行探讨分析，确定单体配比为MMA:BA:HPMA:AIBN=20:30:5:0.4，滴加工艺为1/10投料，反应温度为78℃。

将NIR742和NIR858两种近红外吸收剂配合使用，并且通过添加溶剂红-49调整滤光片色度，添加UV360提高滤光片的抗老化性能。通过实验研究确定最佳配比为：NIR742添加量0.42wt%，NIR858添加量0.4wt%，溶剂红-49添加量0.03wt%。该滤光片在400~625nm可见光波段的透过率为23.5%，665~930nm近红外波段的透过率为0.16%，白光LED光经滤光后的光线色度为（uˊ=0.165，vˊ=0.508），符合夜视兼容白色要求。经过高温、低温环境试验后，光学性能未发生明显变化，具有良好的应用性能。

关键词：夜视兼容 近红外吸收 羟基丙烯酸树脂 透过率 滤光片

Preparation and performance studies of UV / near-infrared absorption filter

Abstact

Night vision technology has been widely used in military and aerospace, etc. However, some red and near-infrared light from the cockpit lighting and other lighting systems , will make the equipments can’t operate normally. Currently the most direct and effective means to achieve night vision compatible lighting is using near- infrared absorption filter to absorb the obtrusive light.

This paper prepared an near-infrared absorption plastic filter of absorption band at 665~930 nm. The filter was produced by applying a coating material, which was made by adding UV/ NIR absorbents to hydroxyl acrylic resin, on the surface of a polyester film. By comparing and analyzing the results, the finally formula was got: MMA：BA：HPMA：AIBN=20：30： 5：0.4, dropping technology used 1/10 feeding, the reaction temperature was 78 ℃.

To achieve the requirement of the absorption band of 665~930nm, two NIR absorbing agents have been selected, which are NIR742 and NIR858. And optical filter chromaticity was adjusted by adding solvent red-49 dyes, the aging resistance of the filter was improved by adding UV absorbents. The best contents of the near- infrared absorbents, solvent red-49 and UV absorbents were determined by experiments: 0.42wt%NIR742, 0.40wt%NIR858, 0.03wt% solvent red-49, 1.5wt%UV360. Its light transmittance in 400~625nm and 665~930 nm were 23.5% and 0.16% respectively, light chromaticity of white LED light through the filter was (uˊ=0.165, vˊ=0.508), which was close to the standard NVIS white light. Moreover, after the environment experiments which contain hyperthermia experiment and hypothermia experiment, the optical performance of NVIS filters showed no much change.

KEYWORDS: NVIS compatible; NIR absorption; Hydroxyl acrylic resin; Transmittance; Optical filter

目 录

摘 要 I

Abstact II

第一章 绪论 1

1.1前言 1

1.2 微光夜视技术的简述以及发展现状 1

1.2.1 微光夜视技术的简述 1

1.2.2微光夜视技术的发展现状 2

1.3 微光夜视技术与飞机照明系统的兼容性 4

1.3.1 飞机夜视装备介绍 4

1.3.2 飞机照明系统 6

1.3.3 实现夜视兼容的技术手段 7

1.4 夜视兼容滤光材料的研究现状 7

1.5 课题的提出与论文的主要内容 10

1.5.1 课题的提出 10

1.5.2夜视兼容滤光材料性能指标 10

1.5.3主要研究内容 10

第二章 漆膜用羟基丙烯酸树脂的制备与性能研究 11

2.1前言 11

2.2实验原料及仪器 11

2.2.1实验原料 11

2.2.2实验仪器 11

2.3实验步骤及装置图 12

2.4 羟基丙烯酸树脂的配方设计 13

2.4.1单体的选择 13

2.4.2 引发剂的选择 14

2.4.3 溶剂的选择 14

2.4.4 配方设计 15

2.5羟基丙烯酸树脂的性能研究 15

2.5.1 丙烯酸树脂粘度的影响因素分析 15

2.5.2 丙烯酸树脂可见光透过率的影响因素分析 19

2.5.3 羟基丙烯酸树脂漆膜的固化性能研究 21

2.6 本章小结 22

第三章 紫外/近红外吸收滤光片的制备与性能研究 24

3.1 前言 24

3.2实验原料及仪器 24

3.2.1实验原料 24

3.2.2实验仪器 24

3.3实验方法及流程图 25

3.3.1 实验方法 25

3.3.2流程图 25

3.4近红外吸收剂的制备 26

3.5 近红外吸收剂的吸收特性 26

3.5.1 R[C₆H₄ - (NH)₂]₂型近红外吸收剂 26

3.5.2几种已有近红外吸收剂 27

3.6 吸收剂的搭配方案及配比的优化 29

3.7 滤光片紫外吸收剂的选择 30

3.8 滤光片色度的调整 33

3.9性能测试 34

3.9.1 光学性能 34

3.9.2 环境稳定性 35

3.10 本章小结 36

第四章 结论 38

参考文献 39

致 谢 40

第一章 绪论

1.1前言

微光夜视技术产生于20世纪50年代，随着军事和民用等各方面的迫切需求，夜视技术已得到了迅猛发展，在军事、航空领域有了广泛应用。采用微光夜视技术制备出的夜视器件重量轻，体积小，图像对比度高，层次清晰，操作简单且性价比高，应用在飞行器上，可帮助飞行员较好地完成夜间侦查以及作战任务。然而，飞行器座舱内显示器和其他照明系统所发出的部分红光、近红外光会对夜视仪的正常工作产生干扰，甚至造成飞行事故的发生^[1]。现有的技术手段还未能达到对夜视仪进行改造使其自身克服这个问题的程度。在此基础上，夜视兼容照明作为一种有效解决方法被提出。随着夜视技术在现代化战争中发挥着越来越重要的作用，夜视兼容照明技术也得到了越来越多的关注。国外许多发达国家在夜视兼容滤光材料研究方面都已经投入了很多，国内一些单位也陆续开始了对多种夜视兼容滤光材料的研究。

1.2 微光夜视技术的简述以及发展现状

1.2.1 微光夜视技术的简述

所谓微光，是指夜间微弱的自然辉光(波长约在0.4μ～2μ)。通常，观察该波段范围内光照下的景物在一定距离时，对人眼来讲有些困难。微光夜视技术又称像增强技术，是通过微光像增强管，对夜天光下的微弱目标图像进行增强，以供观察的光电成像技术。微光夜视技术主要的研究是光-电子图像信息之间相互转换、增强、处理、显示等物理过程及其实现方法。它是近代光电子成像技术的重要组成部分，是军用夜视装备两大支撑技术之一。微光像增强器是微光夜视系统最重要的一环^[2]。它可以将夜天光或其他微弱的光源下目标景物反射或辐射的信息源图像，通过器件中光阴极进行光电转换后，经由微通道板（MCP）对电子数目进行扩增，荧光屏对其进行电子-光子转换，最终成为亮度增强了10⁴倍以上的人眼可见的图像。

1.2.2微光夜视技术的发展现状

军事方面的需求促使微光夜视技术快速地发展起来。截至目前，微光夜视技术已先后经历过微光一代、二代、超二代、三代和四代等多个发展阶段^[3]。

（1）第一代微光夜视技术^[4]

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