关于红外探测器与红外焦平面阵列探测器性能参数描述方法的商榷

对中国国标GB T 135 84与GB T 174 4 4关于红外探测器和红外焦平面阵列探测器噪声和相关性能参量定义方法提出了异议和见解。在国标中关于噪声的定义没有说明背景辐亮度和信号辐照度水平 ,因此容易导致关于噪声和相关参量的模糊观念。当信号很强时 ,光子噪声占主导地位 ,信噪比 (SNR)与信号水平不成正比 ,此时由信噪比导出噪声等效功率 (NEP)和D 时应格外小心。当信号很弱时 ,可以忽略光子噪声 ,由信噪比导出NEP和D

锑化铟红外焦平面阵列探测器的热应力结构优化

在液氮冲击实验中,锑化铟红外焦平面阵列探测器中各层材料之间线膨胀系数的不同将导致热失配产生,过大的热失配应力将引起锑化铟芯片断裂失效。为了降低热失配对锑化铟芯片的影响,基于弹性多层体系热应力计算理论,借鉴平衡复合物结构设计方法,优化平衡复合物结构上表面的热应变,使得平衡复合物结构中硅读出电路上表面的热应变尽可能接近锑化铟芯片下表面的热应变,从而大幅降低锑化铟芯片中的热应力。考虑器件加工工艺成熟度,经一系列计算表明:当硅读出电路的厚度取25μm时,平衡复合物结构中硅读出电路上表面的热应变与InSb芯片下表面的热应变最为接近,此时锑化铟芯片中的拉应力最小。锑化铟芯片中拉应力的大幅降低,将为消减液氮冲击中锑化铟芯片的碎裂几率提供可以信赖的结构设计方案和实现途径。

碲镉汞红外焦平面阵列探测器技术的最新进展(上)

0引言 在过去的50多年中,采用碲镉汞材料的红外探测器技术发生了很大的变化,从整块晶体生长和单个光电探测器制备发展到了非常复杂的外延生长材料和高密度成像焦平面阵列.然而,现有的基于碲镉汞的红外系统依然离不开笨重a昂贵的低温制冷技术.因此,人们把这一领域的研究与发展重点集中在了提高像元密度、降低冷却功率和提咼加工成品率上.

平面PN结InSb红外焦平面探测器的研究

研究了基于Be离子注入技术的平面型和Cd扩散技术的台面型锑化铟红外焦平面阵列(IRFPA)探测器芯片工艺流程。并进行了芯片I-V、成像结果等对比测试,Be离子注入平面型器件和扩散台面型芯片的性能水平相当,具备一定的工程应用水平。

凝视焦平面探测器的空间采样效应建模仿真

为了增加红外凝视焦平面阵列探测器成像仿真的置信度,对探测器所存在的空间采样效应产生机理进行了分析,并且从空间域角度对其进行了建模,借助于基于图像像素处理的方法进行实验仿真;为了客观地评价空间采样效应对探测器成像质量的影响,定义了图像的负指数型平滑度,实验结果表明,叠加空间采样效应后探测器输出图像的平滑度减小了11.7%,图像局部波动变大,从而验证了红外探测器成像仿真中空间采样效应考虑的必要性。

THz焦平面连续波透射成像系统的成像面积及对比度

研究了THz辐射和THz焦平面器件的特性,分析了THz焦平面探测器连续波透射成像系统的能量传输过程。考虑大气衰减、器件限制等影响因素以及连续激光照射、目标场景与焦平面探测器之间的信号传递关系,推导出了连续波透射成像系统的成像面积及对比度两个重要的参量模型。然后设计并组建了连续波THz透射成像系统。根据所建模型分别对信封中的环三亚甲基三硝铵(RDX)粉末和塑料盒中的金属刀片两种不同被测物体的成像面积及对比度进行了计算。结果表明:基于理论推导的两种实例其最大成像面积可达4.74cm×6.32cm和3.534cm×4.712cm,图像对比度分别为0.242 2和0.306。与美国麻省理工学院(MIT)的成像系统进行了对比,该系统的成像面积为3cm×3cm或4cm×4cm,与本文推导结果处于同一数量级,由此验证了本文提出的模型和方法的合理性和有效性。

基于热扩散制备平面PN结InSb红外焦平面芯片

研究了一种基于在锑化铟衬底材料上以热扩散工艺制备平面PN结的红外焦平面阵列(IRFPA)探测器芯片结构及其工艺流程。根据锑化铟材料的特性设计了新的焦平面器件制备流程,选择了等离子增强化学气相淀积(PECVD)淀积的非晶氧化硅(SiO2)、氮氧化硅(SiON)薄膜作为扩散工艺中的掩膜材料。在此基础上制备出了具有较好的I-V特性曲线的焦平面芯片。

凝视型红外搜索跟踪系统探测能力的分析

探测能力的强弱是广大凝视型红外搜索跟踪系统设计者和使用者一直关心的问题。对作用距离数学模型中影响探测能力的主要因素如目标、光学系统口径等进行了分析,还讨论了模型中未曾提到的一些因素,如路径辐射、光谱匹配等对探测能力影响的方式、程度。分析结果为增强凝视型红外搜索跟踪系统的探测能力提供了理论依据。

HgCdTe分子束外延In掺杂研究

报道了用 MBE方法生长掺 In的 n型 Hg Cd Te材料的研究结果 .发现 In作为 n型施主在 Hg Cd Te中电学激活率接近 10 0 % ,其施主电离激活能至少小于 0 .6 m e V.确认了在制备红外焦平面探测器时有必要将掺杂浓度控制在～ 3× 10 1 5 cm- 3水平 .比较了高温退火前后 In在 Hg Cd Te中的扩散行为 ,得出在 40 0℃温度下 In的扩散系数约为10 - 1 4 cm2 / s,并确认了 In原子作为 Hg Cd Te材料的 n型掺杂剂的可用性和有效性 .

基于AOTF的近红外成像系统研究

以声光可调谐滤光器(AOTF)作为分光器件,采用FPA-640×512InGaAs焦平面阵列探测器作为光学敏感接收器件,设计了近红外成像系统。该系统由AOTF光路模块、射频驱动源模块及阵列探测器成像模块3大部分组成。首先介绍了AOTF的工作原理,并根据该原理设计了高频信号发生电路和功率放大电路,用来驱动AOTF衍射出不同波长的光波;以现场可编程门阵列(FPGA)作为核心处理单元的探测器成像模块,在接收到来自射频驱动同步接口电路的上升沿信号后,产生探测器正常工作所需时序,最终通过数据采集存储实现图像复原。搭建了近红外成像系统,实验表明,在0.9~1.7μm近红外波段范围内系统成像质量清晰,具有较高的应用价值。

红外成像传感器效应仿真

按照红外成像传感器的工作原理,光学系统、焦平面阵列探测器和信号放大电路部分的线性和非线性效应是影响输出红外图像质量的主要方面,阐述了红外传感器系统模型的建立流程和仿真系统的实现步骤。仿真实验表明叠加了传感器效应的红外仿真图像置信度明显提高,可作为信号源对红外成像系统进行客观测试和评价。

基于Linux的嵌入式红外热成像系统设计

系统结构设计 本系统通过红外焦平面阵列探测器将红外图像送入红外图像采集模块并完成模数转化，转化后的数字信号送入图像校正模块进行非均匀校正、测温和滤波处理，校正后的图像数据再送入图像显示终端，图像显示终端将图像信息进行灰度拉伸、伪彩变换后在终端进行显示，并可完成图像分析、图像存储等多种功能。本系统可应用于远程检测和移动监控等多个领域。系统总体方案如图1所示。

红外成像导引头信号调理卡的设计

红外成像导引头采用红外焦平面阵列探测器,易受太阳光等杂散光的影响,评估杂散光对红外探测器成像质量的影响十分重要。由于导引头输出的信号一般采用LVDS或HOTLink格式传输,不能被杂散光测试设备直接接收,设计了一种图像调理卡,采用FPGA为控制核心,将红外探测器输出的图像信号进行格式转换和调理后传输至杂散光测试设备。实验测试中,对像素128×128,100 fps的LVDS图像和像素128×128,150 fps的HOTLink图像实时、连续地采集传输,可稳定工作。结果表明:该信号调理卡能满足将导引头信号实时传输到杂散光评估设备的要求。

太赫兹成像技术的进展

近年来随着光子技术和微电子技术的快速发展,太赫兹成像的应用领域越来越广泛,并在药品食品监测、生物医学成像、器件非接触无损检测、文物艺术品研究等领域取得了不错的成果。从太赫兹波的独特性质开始,总结了相比微波和X射线,太赫兹波在成像方面的优越性能。接着从光源方面,对太赫兹连续波成像和太赫兹脉冲波成像进行了比较,包括系统原理、成像特性以及各自优缺点等方面。之后,针对太赫兹成像技术二十年间的发展,本文重点回顾了太赫兹时域光谱成像技术、焦平面阵列探测成像技术、近场成像技术以及亚采样压缩感知成像技术四种方式,并对其基本原理和发展趋势进行了分析。其中,太赫兹时域光谱技术部分以经典的反射式光谱成像系统为例,重点介绍了光谱成像的基本原理、技术发展趋势及其在制药领域的实用案例,并在此基础上介绍了太赫兹源和太赫兹探测器两种成像关键器件的工作原理。焦平面阵列探测成像技术共介绍了CCD型、 Microbolometer型以及CMOS型三种目前较为成熟的面阵相机。近场成像技术分为孔径成像和尖端散射两大成像类型进行介绍,总结了包括近场照明模式、近场收集模式孔径成像技术以及激光太赫兹发射显微镜和扫描隧道显微镜两种典型的尖端散射近场成像技术,内容涉及系统工作的基本原理、当前研究的进展以及该技术在目前的发展中仍然存在的问题。最后一部分对比太赫兹光谱成像技术使用的光栅扫描采样方式,介绍了能够降低系统采样率的压缩感知成像方法。文中主要分析了光调制器作为亚采样关键器件的改进优化过程,以及研究人员对相关算法的改进。

基于虚拟边框视场光阑的IRFPA自适应非均匀性校正算法

非均匀性校正是提高红外焦平面阵列成像质量的关键环节.本文提出了一种基于虚拟边框视场光阑的红外非均匀性校正算法.该算法用人工神经网络对边框像元进行初始校正,形成校正虚拟边框,再根据场景信息和帧间位移,将偏置校正参数逐行逐列传递,可消除焦平面阵列全视场响应的偏置非均匀性.由于算法主要基于代数运算,运算量较低,故能根据场景信息自适应地实现快速、高效的一点校正;且不需要对成像系统进行机械结构改造,与传统代数算法相比,适应性更强.真实红外图像与仿真图像对算法的检验结果,证明了方法的有效性.

基于U形边框黑体光阑的红外成像动态辐射定标与校正技术

针对传统的辐射定标与校正方法存在的问题,研究提出了一种基于U形边框黑体视场光阑的红外成像辐射定标与校正技术。该技术可在不遮挡中心视场的情况下完成动态非均匀校正,因为边框黑体的温度是可控的,所以在非均匀校正的基础上可以进行红外成像系统的动态辐射定标,以修正热成像系统出厂辐射定标的漂移。算法执行时,将边框黑体视场光阑分别在高、低温下伸入视场,与原始辐射定标数据进行对比,计算出辐射定标的修正参数,修正补偿原始辐射定标查找表,减小动态辐射定标器的体积和质量,并避免辐射标定时对成像视场的遮挡。设计并搭建了基于U形边框黑体光阑的实验平台,该平台上的成像实验表明:校正效果明显,辐射定标修正后的测温误差小于0.5 K。

电视、电视技术

TN942.2 99021152机载红外/电视成像跟踪系统关键技术研究=A keytechnology of airborne infrared/TV imagingtracking systems[刊,中]/刘华,王永年(中国航空工业总公司第613研究所.河南,洛阳(471009))∥电光与控制.—1998,(1).—43-48从目标运动的描述出发,研究了成像系统调制传递函数与相对孔径的关系,目标辐射的探测和跟踪(重点在于导弹载辐射器的特性分析,硅化铂焦平面阵列探测器机理,凝视焦平面阵列探测器的等效噪声温差).图3参4(方舟)