光读出红外成像芯片真空封装研究

为解决光读出红外成像焦平面阵列器件的真空封装,提出了一种新颖的真空封装方法。该封装结构由可见光窗口、硅垫片和红外窗口三部分构成。硅垫片和可见光窗口（玻璃）通过阳极键合形成封装腔体,用于放置芯片;红外窗口不仅选择性增透8～14μm波段的红外辐射,且作为封装盖板;封装腔体和红外窗口在真空室内通过焊料键合完成真空封装。该封装结构通过了气密检测,并测试得到了200℃电烙铁热像图。     

红外焦平面探测器快速启动的影响因素分析

随着红外焦平面成像制导的应用越来越广泛,人们对探测器组件的体积、快速启动能力等方面的要求也越来越高。针对这个问题,基于探测器的芯片、杜瓦结构和快速制冷器的设计,对探测器快速启动的影响因素进行了分析,得出了对提高红外焦平面探测器快速启动具有帮助意义的结论。     

基于三维噪声统计特性异常的盲元检测与分类

根据对盲元特性的分析,提出将三维噪声模型中的固定图形噪声与随机时空噪声作为盲元检测的数据源,在像素等级上形成特征向量。建立特征向量的独立二元正态分布统计模型,将盲元看作是游离于正态分布等概率密度椭圆之外的异常点。以特征空间的统计距离与特征空间角作为异常点检测的统计判据,并分类死元、过热像元与闪烁像元。将该算法应用于实际制冷型红外焦平面的盲元检测,试验结果证明了该算法的有效性。     

基于高性能DSP的红外焦平面阵列非均匀性实时校正

基于离散小波变换(DWT)理论,提出了一种基于场景的红外焦平面阵列(IRFPA)非均匀性实时校正算法;针对算法所涉及的运算量和数据量庞大的特点,设计了实时非均匀性校正的红外图像处理系统,系统是以高性能DSP(TMS320C6713)为核心器件,采用DSP不同的传输通道并行传输数据,并充分利用DSP硬件的并行性和流水线操作进行非均匀性校正;以真实的红外图像序列为例,进行了非均匀性校正的仿真实验,结果表明,基于高性能DSP的非均匀性实时校正系统完全可以达到实时校正的要求,所用算法对慢变化量具有较好的自适应性。     

非制冷红外热像仪稳定性验证方法研究

非制冷红外热像仪随着环境温度、电源波动以及吸收红外辐射的增加,将会产生严重的温度漂移现象,这将影响到红外探测器的响应特性,从而导致输出信号受一定的影响。本文针对应用在测温检测方面的非制冷红外热像仪开展研究,提出了一种红外热像仪稳定性验证试验方法,并通过此方法对国内外多款非制冷红外热像仪进行了稳定性测试,绘制其输出信号随时间变化的曲线。根据稳定性情况确定针对热像仪温度漂移的温度补偿算法,提升应用产品的测温精度。     

采用虚拟仪器产生热释电IRFPA电路驱动信号方法

采用虚拟仪器技术,构建基于计算机硬件和LabV IEW软件平台的虚拟仪器系统,能对热释电红外焦平面阵列( IRFPA)读出电路工作时序、逻辑关系的驱动控制。该系统控制PCI数据采集卡输出驱动信号。实验结果表明,该方法是可行的,并具有软件可编程能力,突破了传统利用CPLD技术的方法。     

红外焦平面非均匀性两点校正法分析及FPGA实现

在分析了IRFPA有效像元的响应系数与两点法校正系数之间的关系后,指出两点法校正系数的取值范围或动态范围。在此基础上提出了一种在确保一定精度同时又尽量节省资源的前提下,将浮点校正运算近似成定点运算的方法,并分析了定点近似与计算精度之间的关系。依据该方法针对实际IRFPA,设计实现了FPGA硬件校正模块。实验表明该方法是有效的。     

非制冷红外热像仪的快速自动调焦算法设计

基于数字图像处理技术,提出了一种粗精结合的自动调焦设计方案,并将其应用于现有非制冷热成像系统,达到了快速、准确的自动调焦要求,减小了硬件资源消耗。     

第三代红外搜索和跟踪（IRST）系统

红外搜索和跟踪系统是现代战争中重要的关键系统之一,随着军事的需要以及红外焦平面阵列的迅速发展,已经开始第三代红外搜索和跟踪系统的研究.第三代IRST系统的主要特点是探测和识别距离远,具有360°水平全景覆盖范围,单波段或双波段工作.本文主要介绍正在研制的几种典型的IRST系统,包括法国Thales的"月女神"IRST、法国Sagem的VAMPIR NG IRST、以色列Rafael的海上观察者等系统.未来的IRST系统将是多波段、多功能系统,能够实现全空域探测.文中还介绍了一些新的解决方案,如采用球形传感器和曲面焦平面,改善IRST系统的能力.     

光学读出红外成像中反光板变形对光学检测灵敏度的影响

在刀口滤波光学读出方法的基础上,讨论了反光板弯曲的情况下,刀口滤波方法的光学检测灵敏度与反光板长度之间的关系.分析表明,在反光板曲率半径一定的情况下,光学检测灵敏度首先随着反光板长度的增加而增大,达到最大值后随着反光板长度的增加而减小.对于不同曲率半径和长度的反光板,分析给出反光板长度L和曲率半径R在满足L2/R=λ(λ为照明光波长)时,光学检测灵敏度达到最大值.实验测量了已制作的像素尺寸分别为200μm,120μm和60μmFPA的光学检测灵敏度,其实验结果和理论分析一致.