长波红外焦平面阵列的进展

本文着重介绍HgCdTe、IrSi、Ce_xSi_(1-x)/p-Si和GaAs/AlGaAs多重量子阱长波红外焦平面阵列的现状及发展趋势。     

对中波与长波红外焦平面热成像的一些探讨

从对3～5 μm和8～14 μm两个红外波段的大气传输特性、背景限NETD值计算、整机系统及应用等方面的分析比较入手,对这两个波段凝视热成像技术进行一些讨论,以说明3～5 μm焦平面热像仪在第三代热成像技术发展中的重要地位.     

长波红外焦平面材料技术的进展与新途径

评述长波红外焦平面阵列技术的进展,介绍一种适合于发展长波红外焦平面阵列的新材料—InAsSb 应变层超晶格及其生长技术、发展背景、目前现状,生长这种材料用的分子束外延和有机金属化学汽相淀积工艺及其这种材料的发展前景。     

红外焦平面阵列及星载红外成像系统的发展

简要介绍了红外焦平面阵列的原理、分类及特点。从制冷型与非制冷型两方面,并按照材料和技术参数的主线,分析了红外焦平面阵列的发展现状,列举了各型红外焦平面探测器产品及其技术特点,预测了红外焦平面阵列的发展趋势。最后归纳总结了红外成像技术在环境探测、成像侦察、导弹预警等航天遥感领域的应用,并对其前景进行了展望。     

监视应用的高性能长波红外HgCdTe扫描焦平面列阵（上）

本文介绍用ＨｇＣｄＴｅ（ＭＣＴ）制备的先进的扫描型长波红外（ＬＷＩＲ）焦平面列阵（ＦＰＡ）。该列阵包含一个与ＳｉＣＭＯＳ读出积分电路匹配的,由正面照射的平面型Ｐ型上为ｎ型的同质结二极管组成的列阵,在６５Ｋ下该列阵所测得的平均光谱截止波长为１０．８μｍ,平均量子效率为８７％,在６５和７８Ｋ温度下和无背景辐射条件下,焦平面列阵的峰值Ｄ分别超过９．３×１０＾１１和２．６×１０＾１１ｃｍ．Ｈｚ＾１／２／Ｗ     

256×1甚长波量子阱红外焦平面研究

GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器由于其所依据的GaAs基材料较为成熟的材料生长和器件制备工艺,使其特别适合于高均匀性、大面积红外焦平面的应用。报道了甚长波256×1元GaAs/AlGaAs多量子阱红外焦平面器件的研制成果, 探测器的峰值波长为15 μm,响应带宽大于1.5 μm。在40 K工作温度下,器件的平均黑体响应率Rp=3.96×106 V/W, 平均黑体探测率为D*=1.37×109 cm·Hz1/2/W, 不均匀性为11.3%, 并应用研制的器件获得了物体的热像图。     

昆明物理研究所红外焦平面技术发展现状

介绍了昆明物理研究所近几年在红外焦平面探测器组件技术方面的最新进展.随着探测器组件技术的全面突破,焦平面探测器组件批量生产线的建设是昆明光电子产业基地建设的核心内容.HgCdTe材料的提纯、CdZnTe衬底、HgCdTe材料LPE薄膜工艺、探测器芯片平面工艺、读出电路设计和制作、真空杜瓦封装、集成整体式斯特林制冷技术已全面成熟,LW288×4、MW320×256HgCdTe焦平面探测器组件形成批量生产,具备年产数千套探测器组件的生产能力.近期计划完成HgcdTe LW576×6,MW640×480、GaAs/A1GaAs QWlP320×256探测器组件研制.将进一步发展320×240/640×480热释电材料及微测热辐射计非制冷焦平面探测器,1K×1K规模焦平面探测器组件,双色及多色量子阱焦平面探测器组件,在红外焦平面探测器技术领域达到世界一流水平.     

美研制长波红外／中波红外自适应焦平面列阵

美国洛克韦尔科学公司目前正在研制一种长波红外／中波红外白适应焦平面列阵,该列阵由一个双波段红外焦平面列阵和一个直接与之耦联的MEMS可调谐滤光片列阵组成。MEMS滤光片在长波红外可进行窄     

长波长多量子阱红外焦平面成像技术及其应用

介绍了长波长多量子阱焦平面红外热成像的发展概况.论述了多量子阱焦平面阵列的主要结构:超晶格多量子阱红外探测器及读出电路.分析了它们的结构特点及工作原理.文中就QWIP FPA的主要性能进行了讨论.最后概括了近年来QWIP FPA技术的研究进展与应用.表明了它具有广阔的应用前景.     

Status of LWIR HgCdTe-on-Silicon FPA Technology

The use of silicon as an alternative substrate to bulk CdZnTe for epitaxial growth of HgCdTe for infrared detector applications is attractive because of potential cost savings as a result of the large available sizes and the relatively low cost of silicon substrates. However, the potential benefits of silicon as a substrate have been difficult to realize because of the technical challenges of growing low-defect-density HgCdTe on silicon where the lattice mismatch is ∼19%. This is especially true for long-wavelength infrared (LWIR) HgCdTe detectors where the performance can be limited by the high (∼5 × 10⁶ cm⁻²) dislocation density typically found in HgCdTe grown on silicon. The current status of LWIR (9 μm to 11 μm at 78 K) HgCdTe on silicon focal-plane arrays (FPAs) is reviewed. Recent progress is covered including improvements in noise equivalent differential temperature (NEDT) and array operability. NEDT of <25 mK and NEDT operability >99% are highlighted for 640 × 480 pixel, 20-μm-pitch FPAs.     

短波InGaAs红外面阵视频成像系统技术研究

短波红外是红外探测领域的重要应用波段。针对短波红外在薄雾、阴霾、夜晚等条件下的视频成像应用背景,提出了完整的面阵凝视视频成像系统方案,基于320×256短波红外InGaAs面阵探测器完成了成像系统原理样机的设计和性能测试,且为满足视频级数据流的实时性要求,基于FPGA实现了硬件上的非均匀性校正。实验结果表明:成像系统电路设计合理有效,噪声低、体积小,满足系统指标和探测器工作要求,探测器在视频工作条件下性能良好,获取了有效的高质量短波红外视频图像。     

基于Zemax仿真的红外光场成像技术

光场成像作为计算摄影学的研究方向之一,可以通过单次拍摄得到目标的四维全光信息,包括空间两维以及角度两维信息,由此可以通过多视角立体匹配原理实现三维成像。目前光场成像集中应用于可见光领域,用于其他光学成像波段的情况较为少见。本文提出基于Zemax仿真的红外光场成像技术,将光场成像系统与长波红外成像系统相结合,从光场成像原理以及长波红外成像特性出发,对长波红外光场成像系统结构设计进行了深入研究,同时为了提升三维成像的效果,分析了红外光场成像系统光学参数对深度分辨率的影响,得出深度分辨率主要由微透镜成像关系、微透镜工作F数、主透镜焦距、物距以及探测器像素尺寸确定。针对长波红外探测器像素数较少的情况选择了聚焦型光场成像系统,根据设计结果,使用Zemax仿真验证了长波红外系统与光场成像系统相结合的可行性以及理论设计的正确性。     

中波红外与长波红外推扫成像性能分析

基于长线阵中波红外和长波红外探测器的推扫成像技术,是实现高空间分辨率和高温度分辨率卫星对地观测的技术途径之一。随着长线阵红外探测器的发展,该技术受到高度关注,并已在一些领域得到应用。介绍了中波红外和长波红外谱段成像特点以及基于长线阵中波红外和长波红外探测器的卫星推扫成像技术发展现状。重点根据中波红外和长波红外谱段的波长、温度为300 K 目标的辐射强度以及光学系统和探测器参数,分析了它们的成像性能,包括调制传递函数(MTF)、地面像元分辨率(GSD)和噪声等效温差(NETD)。对于常温目标,在积分时间足够长的情况下,保持相同的MTF,中波红外比长波红外推扫成像可实现更高的空间分辨率和温度分辨率。结合分析结果,对充分发挥这两个谱段的成像性能提出了建议。     

变间隙法布里-珀罗干涉式长波红外光谱成像系统

干涉式长波红外光谱成像技术以其独特的工作原理和谱段特性,在众多领域具有广泛的应用前景。为解决仪器小型化、轻量化问题,研究了一种基于变间隙法布里-珀罗（F-P）干涉仪的新型长波红外光谱成像系统。在分析系统工作原理的基础上,研究了确定F-P干涉腔两反射面的反射率、变间隙干涉腔的楔角等主要参数的理论依据;搭建了实验系统,得到了整个装置对黑体宽波段热辐射的响应;通过将系统测得的聚丙烯薄膜的透过率曲线与高精度光谱辐射计测量结果进行比较,结果显示系统光谱分辨率满足理论设计要求。研究表明:该系统能够有效满足长波红外光谱成像系统的轻便化、小型化的需求。     

紧凑型长波红外光学系统无热化设计

对于工作环境温度在-40~60℃之间的长波红外折射光学系统来说,由于红外光学材料受温度变化影响非常大,光学系统必须进行无热化设计。在介绍了无热化系统的种类,分析了温度变化对红外光学系统的影响基础之上,基于非制冷型焦平面探测器,设计了工作在长波红外8~12 m,F#为2,视场角为6.8的摄远型物镜系统。采用添加棱镜的方法,使系统在不添加特殊面型的情况下达到无热化的目的,同时使系统结构紧凑,摄远比达到0.69。透镜面型均为标准球面,利于加工、装调、检测。设计结果表明,光学系统的调制传递函数在每个规定温度下均能接近衍射极限,满足了设计要求。     

焦平面阵列红外成像设备噪声特性分析及仿真

红外成像设备噪声分析及仿真是红外图像仿真工作的重要组成部分。分析了焦平面红外成像设备的噪声组成及特性。焦平面红外成像设备的噪声可以分解为非均匀性噪声、非均匀性漂移噪声和随机噪声。分别针对凝视红外成像设备和扫描红外成像设备分析了噪声成分的计算过程及数字特征。根据实测图像数据可提取非均匀性噪声矩阵(或向量)、非均匀性漂移噪声特征参数矩阵、随机噪声特征参数矩阵(或向量)。非均匀性漂移噪声短时间内服从线性变化关系。随机噪声服从正态分布。最后给出了基于实测噪声特征数据的焦平面阵列成像设备的噪声仿真过程。     

长波双视场扫描型红外光学系统设计

与中波红外成像系统相比,长波红外成像系统在地面目标探测上具有天然的优势.利用光学变焦原理,建立扫描型双视场光学系统的设计模型.基于制冷型288×4元焦平面HgCdTe探测器,设计了一套结构紧凑、变倍比为6倍的双视场机载前视红外光学系统,其工作波段为7.7～10.3 μm,F数为1.67,长焦为154mm,短焦为25.4...     

面阵凝视型成像空间应用技术

介绍了凝视型成像技术的特点、优势、现状和发展趋势,论述了凝视型成像技术应用于遥感领域发展的重要性,总结了面阵凝视型成像技术作为空间应用所涵盖的关键技术,将为我国空间凝视型成像技术的进一步发展提供参考。