低温背景应用长波红外焦平面探测器性能参数的计算

对于在低温背景条件下应用的红外焦平面探测器,在其设计阶段首先需要确认的是探测器在低温背景下的主要性能参数是否满足应用需求。通过单元探测器的基本理论公式,从性能测试的角度,推导出了焦平面探测器主要性能指标的理论计算公式,包括峰值响应率、噪声、峰值探测率、动态范围等。提出了红外焦平面探测器主要性能参数计算的设计流程,并通过实例对长波红外焦平面探测器在低温背景下的性能参数进行了计算、设计及验证,实测结果与理论计算符合较好。表明了理论公式及设计流程具有较好的实用性,可为红外焦平面探测器的应用设计提供参考。     

红外探测器参数测试研究

红外技术的发展依赖红外探测技术的进展。红外焦平面性能参数的测试评价是红外探测器发展中的关键技术之一。针对这一情况,提出对某型非制冷红外探测器进行特性评价,采用Matlab图形用户界面编程实现对该探测器的响应率和噪声等效温差两个重要参数进行测试,并对测试结果进行了分析,为热像仪的研制开发奠定了基础并具有一定的指导作用。     

数字化红外焦平面探测器光谱响应测试系统研究

随着数字化红外焦平面探测器的发展,为满足红外数字化红外焦平面探测器光谱响应测试的需求,利用传统的单色分光仪原理,借助Lab VIEW开发软件,采用Cameralink总线图像数据传输方案,研制了数字化红外焦平面探测器光谱响应曲线的测试系统。研究结果表明,本系统具有结构简单、抗干扰能力强、测试准确可靠的优点,解决了传统光谱测试设备不能对数字化红外焦平面探测器进行测试的问题。     

红外焦平面探测器非线性度拟合参数分析

从理论上分析了光子型红外焦平面探测器各输入输出参数之间的线性关系。对典型320×256长波红外焦平面探测器在不同拟合参数下的非线性度进行了测试,并与理论计算结果进行了比较。结果表明采用输出信号电压与波段光子数或黑体波段辐照功率进行拟合,可以使理论上带来的非线性度减至最小,能够更为准确地评价红外焦平面探测器的非线性度。     

红外焦平面探测器性能参数测量中g因子的计算

介绍了红外焦平面探测器性能参数测量中g因子的计算公式。分析并推导出了在理想相对光谱响应情况下,光子探测器及热探测器在受到器件窗口材料所限时g因子的计算公式。举例说明了光子探测器在理想相对光谱响应情况下g因子的计算结果,并与通过实际光谱相对响应计算得到的g因子值进行了比较,它们之间的典型偏差小于5%。因此在一般的红外焦平面器件性能参数测量中,可以通过用理想情况下的g因子值取代实际情况下的g因子值来计算峰值探测率等参数。这种方法相对简单和快捷,且不需要进行实际的相对光谱响应测量。     

红外焦平面阵列测试虚拟仪器系统

红外焦平面阵列主要性能参数的测试和评价是研制、生产和应用阵列的基础.由于焦平面阵列的像元数太多,所以测试复杂且计算繁琐.基于虚拟仪器技术构建的红外焦平面阵列测试系统,能完成焦平面阵列的特性参数定量测试和成像实验.在大幅度降低测试成本的同时,系统还具有易于扩展、升级和修改的优势,从而为红外焦平面阵列的研制提供了有效的测试与实验技术手段.     

混成式热释电非制冷红外焦平面探测器研究

热释电非制冷红外焦平面探测器在军民领域具有广阔的应用前景.为了实现探测器的国内工程化研制,采用混成式技术,成功研制了基于锆钛酸铅(PZT)铁电陶瓷材料,像元尺寸为35 μm×35μm,列阵规模为320×240元的非制冷红外焦平面探测器.通过自主设计,研发的非制冷焦平面测试平台,得到了此器件的基本性能参数平均电压响应率1.1×105V/W,平均探测率5.6×107cm·Hz1/2·W-1,并实现了该探测器热成像.结合实际的研究工作,较为系统地介绍和讨论了热释电非制冷红外焦平面研制过程中各项关键技术.在器件光电响应测试数据分析的基础上,进一步提出下一阶段研究工作的重点和器件性能优化的方向.     

像素级数字长波制冷红外焦平面探测器研究进展

介绍了美国、法国等西方红外强国在像素级数字化制冷长波红外焦平面探测器方面的研究现状及发展趋势。基于像素级ADC(模数转换)数字读出电路(ROIC)的不同实现架构,阐述了美国MIT实验室、法国Sofradir及CEA-Leti公司开发的像素级ADC数字读出电路原理及像素级数字化长波制冷红外焦平面探测器的最新研究成果。最后介绍了昆明物理研究所在像素级数字化制冷长波红外焦平面探测器研究方面取得的最新进展。昆明物理研究所突破像素级ADC设计等关键技术后,研制出320×256(30?m中心距)像素级数字读出电路,并与相同规格的长波制冷红外焦平面探测器互连,主要性能参数与国外同类像素级数字化长波焦平面探测器相当。     

一种碲镉汞长波红外探测器暗电流测试方法

碲镉汞红外焦平面探测器的暗电流一般是在无法接受到外界热辐射的状态下进行测试,这种测试方法需要在特殊的杜瓦结构里进行测试,只能在实验室进行测试。本文介绍了一种在实际应用杜瓦结构中评价碲镉汞长波红外探测器暗电流的测试方法,该方法不需要改变组件结构,仅通过常规的性能测试和利用理论公式计算就可得到暗电流数值。对320×256 长波碲镉汞探测器组件的试验结果表明,用该方法得到的暗电流结果与实验室得到的暗电流结果非常接近,可作为红外焦平面探测器暗电流评估的快捷方法。     

红外焦平面探测器暗电流计算

红外焦平面探测器的暗电流一般是在零视场(即盲冷屏)条件下进行测试,但这种测试方法必须改变组件结构,只适用于实验室测试。介绍了一种不需要改变组件结构,仅通过基本的性能测试就可以从理论上分析计算得到红外焦平面器件暗电流的方法。对320×256长波探测器组件的试验结果表明,用该方法得到的暗电流结果与用盲冷屏得到的暗电流结果非常接近,可作为红外焦平面探测器暗电流评估的快捷方法。     

红外焦平面器件对不同波长激光辐照的响应特性研究

为了有效地干扰红外焦平面探测器,需要研究在不同波长激光的辐照下该探测器的响应情况。本文采用四种波长的激光进行辐照实验。研究结果表明,探测器像元很容易达到饱和状态,器件的响应与光谱响应曲线基本吻合。结果验证了干扰效果与光谱响应曲线之间的关系,为中红外激光干扰提供了实验依据。最后对红外焦平面器件对波段内激光的响应机制进行了简要分析。     

红外探测器非均匀性校正系统研制

分析了红外焦平面阵列（IRFPA）基于定标的非均匀性校正算法和基于场景的非均匀性校正算法的优势和不足。针对红外焦平面阵列二元非线性的非均匀性理论模型这一特点,提出了一种基于S曲线拟合的校正算法。利用FLIR公司的长波非制冷红外探测器进行信号采集,建立了焦平面探测元的响应模型。描述了基于FLIR长波非制冷红外探测器在FPGA平台的处理流程,并实现了S曲线校正算法,提高了红外图像的质量。实验表明,经过S曲线拟合校正处理,减弱了红外图像的条纹噪声,使IRFPA组件的非均匀性从6.45%降低至2.06%。     

红外焦平面阵列非均匀性的两点校正及依据

以Planck辐射定律和红外探测元的线性响应模型为基础,在理论上完整地推导了红外焦平面阵列非均匀性的两点校正方法;据此,论证了两点校正方法的物理依据,即从理论上证明如果探测元是线性和稳定响应的,该方法则可以实现非均匀性的准确校正;初步分析了非均匀性校正中存在误差的问题。     

红外焦平面阵列读出电路技术分析

从红外焦平面技术的发展背景出发,论述了读出电路在红外焦平面信号传输中的作用;讨论了用于实现红外焦平面阵列读出电路的一些实施技术;并对各种实现技术进行了分析比较;最后提出了红外焦平面阵列读出电路今后的研究方向。     

红外焦平面阵列探测器盲元检测算法研究

受材料、制造工艺等因素的影响,红外焦平面阵列探测器均存在一定数量的盲元.在分析探测单元响应特性的基础上,提出一新的盲元检测算法.通过调节探测单元响应的显示动态范围,利用设定阈值完成盲元检测.实验表明,算法不受盲元簇大小的影响,查找速度快、定位准确率高,有效提高了图像质量.     

红外焦平面阵列非均匀性校正精度的研究

定标校正法是目前人们实际使用较多的一种红外焦平面阵列非均匀性校正方法。该方法采用的算法简单,易于用硬件实时实现,但也存在校正精度低的缺点,针对这一不足,首先通过实验得到了红外焦平面探测器的实际非线性响应曲线,然后在此基础上进一步分析了定标点的数量及选取对红外焦平面阵列非均匀性校正精度的影响,为提高定标校正法的校正精度提供了依据。     

双色红外共光路辐照度测量系统设计

针对测量红外目标模拟器的辐照度值所设计的辐照度测量系统,其光学系统特点是改善辐射光束的能量分布,将能量集中到探测器上。根据双色和单色探测器的不同用途,单个双色探测器和两个单色探测器的双色红外共光路光学系统均能够满足辐照度测量系统的需求。双色探测器难以得到,但对应的光学系统结构简单,调制传递函数响应度高,实用性强;单色探测器容易得到,但对应的光学系统结构复杂,不过仍然有很好的像质,满足辐照度测量光学系统的要求。光学设计结果表明,3～5μm的中红外波段和8～12μm的长波红外波段在两个系统中同时较好地完成了像差校正,系统畸变都很小,最大不超过0.7%,调制传递函数曲线均接近衍射极限。     

红外焦平面阵列的应用与发展动向

以红外焦平面阵列（IRFPA）为代表的第二代红外探测器军事应用不断扩大，民间应用日趋活跃，其结果将使产量增加、市场扩展、降低红外系统价格，并可加速新型低成本和高性能红外焦平面阵列的发展。     

一种基于DSP的红外焦平面阵列非均匀性校正研究

红外焦平面阵列的非均匀性影响了红外焦平面阵列成像系统的性能.基于探测元响应为线性的两点校正法的准确度较低.本文采用多点校正法,通过分段线性插值法来实现线性校正,从而降低非线性带来的误差,提高校正精度.利用DSP硬件所具有的强大运算能力,设计出了一套基于DSP的嵌入式红外焦平面阵列非均匀校正系统.通过实验证明该系统具有运算速度快、校正效果好的特点.     

New real-time image processing system for IRFPA

Infraredfocal plane array(IRFPA) is a kind of infra-red detector array whichis sensitive toinfraredradiationandintegrated with signal processing circuits .The IRF-PAi maging systemhas advantages of si mple configura-tion,high reliability,high sensitivity …