热释电非制冷红外焦平面现状及发展趋势

一维和二维阵列的热释电非制冷红外焦平面非常适合应用于热成像.混合式的BST铁电探测器降低了成本,市场潜力巨大.分析了热释电非制冷红外焦平面阵列探测技术的优势,介绍了热释电非制冷红外探测器工作原理及热释电非制冷红外焦平面阵列对探测材料的要求,指出了混合式及单片式热释电非制冷红外焦平面阵列发展趋势.制备高一致性和高性能的大阵列的探测元是发展非制冷红外焦平面的关键,针对我国在热释电非制冷红外焦平面阵列研究方面存在的问题,提出了下一步研究的方向及重点.     

虚拟仪器在128×128热释电IRFPA联调及成像中的应用

本文介绍了128×128热释电红外焦平面阵列的联调及成像实验系统。虚拟仪器技术的应用,为非制冷红外焦平面成像器件的研制和开发提供了一种成本低、方便灵活的实验验证手段和方法。实验获取了清楚的红外热像,为热释电红外焦平面阵列的进一步研制和改进奠定了良好基础。     

非致冷红外焦平面阵列用探测材料

非致冷红外焦平面阵列以其高密度、高性能和低成本,成为当前红外热成像技术的研究重点;而探测材料是非致冷红外焦平面阵列的基础。本文重点介绍了目前比较成功的三类非致冷红外焦平面阵列——热电堆型、热敏电阻型和热释电型,在开发过程中所采用的各种探测材料。     

热释电IRFPA图像采集系统设计

针对热释电红外焦平面阵列(IRFPA)的成像特点,基于虚拟仪器技术,利用Labview软件平台,采用PCI-6115采集卡构造了PC-DAQ热释电IRFPA图像采集系统。利用外部驱动电路产生的驱动信号作为采集系统的控制信号,控制采集的起止以及采集的时钟。采集同步信号作为判别信号,判断热释电IRFPA的亮、暗场以便差分处理。详细叙述了图像采集系统的构成,硬件、软件设计以及程序面板的操作。并对实验室研制的热释电ROIC输出信号及热释电IRFPA图像输出进行采集实验,得到了输出信号的波形显示及图像显示,验证了图像采集的可行性。     

热释电型热成像系统的调制斩波器技术

热释电成像系统以电子束扫描或半导体扫描替传统一代热成像系统的光机扫描，加之不需制冷的特点，使其成为廉价、轻巧、高可靠性、低功耗、室温使用的热成像系统。近年来非制冷焦平面探测器技术得到飞速发展，作为热释电型焦平面探测器的配套技术，调制斩波器成为非制冷焦平面热成像系统的关键技术之一。介绍了应用于热释电探测系统的调制斩波器技术，重点分析了热释电型非制冷焦平面热成像系统采用的新型阿基米德螺旋线斩波器技术，并介绍了具有发展前景的新型液晶斩波器技术。     

红外焦平面阵列实时成像软件设计

红外焦平面阵列是将探测到的热辐射信号转换为电信号,最终形成热像的一种红外传感器件,它是红外凝视成像的核心器件。本文通过LabVIEW软件编程实现对256×256 InSb红外焦平面阵列信号的实时成像显示,并对其红外图像特性进行简要分析。结果显示该系统能准确的采集红外图像信号,并可以进行实时成像处理。     

320×240热释电IRFPA联调成像系统

对于研制中的混合式红外焦平面阵列(IRFPA)器件,有必要通过联调实验对其进行初步的成像性能评价.基于虚拟仪器技术构建的热释电IRFPA联调成像系统,由红外镜头、斩波器、读出电路驱动信号源、数据采集卡及其接线盒和在LabVIEW平台下开发的成像系统软件等组成.系统充分利用虚拟仪器以软件为核心、模块化开发的特点,对成像信号的采集、图像处理等程序进行了更新和改进.在新研制的320x240热释电IRFPA联调实验中,获得了清楚、稳定的红外热像,为器件进一步的研制和改进奠定了良好基础.     

红外焦平面器件的信息获取电路技术

红外焦平面阵列器件是现代红外成像系统的关键器件，它包括红外探测器阵列和读出电路两部分。其信号获取电路是处理焦平面输出信号的部分，主要指与读出电路接口的放大电路。本文主要综合了红外焦平面器件的信息获取电路及其相关技术，并就其中的关键技术进行简要分析。     

红外焦平面阵列技术的发展现状

文章评述各种红外焦平面阵列技术的发展现状,其中,光量子型红外焦平面阵列包括Ⅱ-Ⅵ族HgCdTe三元化合物阵列、Ⅲ-V族InSb二元、InGaAs和GaAiAs三元化合物阵列、PtSi和非本征硅阵列技术,热型红外焦平面阵列包括Si、金属微测热辐射计、多晶硅热电堆和钡锶钛(BST)等热释电-铁电阵列,展望了该技术的发展前景。     

1×128热释电IRFPA CMOS读出电路的研究

热释电红外焦平面阵列是非致冷红外焦平面阵列的主要发展方向之一 ,其读出电路是关键部件 ,属数模混合集成电路。分析了热释电读出电路的特点 ,设计原则 ,并给出了一种读出电路设计方案以及仿真和实验结果     

FPGA实现红外焦平面的非均匀性校正

红外焦平面阵列(IRFPA)普遍存在着响应度的非均匀性问题，极大的限制了凝视红外系统的探测性能，本文先分析了红外焦平面阵列非均匀性的成因，然后讨论了非均匀性校正的方法，最后针对热释电红外焦平面非均匀性产生的特点，提出了用FPGA实现其非均匀性校正的方案。     

非制冷红外焦平面阵列进展

非制冷红外成像技术已广泛应用于军事和民用领域,一直是人们关注的焦点之一,其核心部件是非制冷红外焦平面阵列(IRFPA:Infrared Focal Plane Array)。综述了几种具有代表性的非制冷IRFPA的探测原理、发展历史和现状。它们是:热敏电阻型、热释电型、热电堆型、二极管型、热-电容型非制冷IRFPA和应用光力学效应的非制冷IRFPA、基于法布里-珀罗微腔阵列的非制冷IRFPA。     

高精度红外焦平面成像实时处理系统

介绍了一种实时红外焦平面成像处理系统的原理、结构及特点.系统采用FPGA DSP的结构,由DSP进行非均匀性校正等高层算法,而由FPGA完成系统的时序逻辑设计和图像增强等低层算法.给出了实验结果,验证了本系统能够满足实时红外焦平面成像系统的要求,具有高速、高精度、大容量及灵活性强等特点.     

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。     

低噪声小型化焦平面驱动与信息获取系统设计

在红外探测器的应用中,驱动电路及信息获取系统的质量将直接影响到红外成像系统的性能。针对320×256短波红外焦平面器件,提出了焦平面驱动及信息获取系统的低噪声小型化的设计方法,并利用TEC技术实现了焦平面的精密低温控制。该系统具有体积小、功耗低、精度高、灵活性好等特点,为红外探测系统的高性能和小型化设计提供了良好的基础。     

非制冷红外焦平面CMOS读出电路设计

在过去的10年里红外焦平面阵列成像技术逐渐进入了成熟期,从红外焦平面的发展背景出发,简要介绍了一种新颖的非制冷焦平面成像技术,论述了读出电路在红外焦平面信号传输中的作用并介绍了其基本框图,分析了国内外焦平面读出电路的现状,最后提出了一些在红外焦平面阵列读出电路设计中所需要注意的问题。     

基于微扫描的红外超分辨率成像系统的设计

为了满足高分辨率红外成像的应用需求,设计了一种基于微扫描的红外超分辨率成像系统.该系统利用压电陶瓷驱动红外焦平面阵列实现微扫描,利用CPLD产生压电陶瓷和红外信号的驱动时序,利用高性能DSP进行实时图像数据的处理,并将处理后的图像送到LCD进行显示.实验结果表明,该微扫描成像系统能够实现2×2微扫描方式的超分辨率成像,有效地突破了红外焦平面阵列单元个数对现有成像系统的分辨率的限制.     

透射式固态电光扫描器设计

针对红外成像系统常用光机扫描器的不足,提出了没有机械运动部件的全固态电光扫描器设计方法,给出了几种透射式固态电光扫描器结构,主要包括扫描列阵、耦合波导和控制电路三个部分.工作原理是：通过控制电路顺序控制各扫描单元光信号的传输,再通过耦合波导将光信号耦合到探测器上实现扫描成像.扫描列阵将完整图像分割成图像单元,耦合波导将空间位置不同的图像单元耦合到红外焦平面探测器上,控制电路用来控制扫描列阵各图像单元的工作状态.这种扫描器体积小、重量轻、结构紧凑,采用与红外焦平面探测器制作工艺相似的半导体制作工艺,具有与探测器集成的技术基础,控制起来更加方便.     

红外焦平面探测器数字读出电路研究

读出电路是红外焦平面探测器组件的重要组成部分,其性能对探测器乃至整个红外成像系统的性能有重大影响。随着硅CMOS工艺的发展,数字化读出电路以及读出电路片上数字信号处理等功能得以实现,能够大幅度提高红外焦平面探测器的性能。以红外焦平面探测器对读出电路的要求入手,分析了读出电路各性能参数对红外焦平面探测器性能的影响,介绍了读出电路的数字化技术及各种实现方式以及数字积分技术。CMOS技术的发展使得数字积分技术在红外焦平面探测器读出电路中得以实现,有效解决了读出电路的电荷存储容量不足的问题,极大地提高了探测器性能。