扫描型焦平面热成像系统的亚像元处理算法研究

通过对垂直方向具有光学微扫描的288×4焦平面热成像过程的分析研究,提出了一种可实现亚像元成像处理算法,在垂直扫描的方向可使探测器传递函数的截止频率提高一倍,可明显改善系统成像质量和作用距离.算法简单,处理工作量小,易于实现实时处理.算法的实现对提高扫描型热成像系统的技术战术性能指标具有重要意义.     

基于288×4探测器的扫描型热像仪外同步实现方法的研究

讨论了基于288×4探测器热像仪外同步功能的局限,提出了一种将热像仪扫描采样流程与视频输出流程在时序上“脱钩”的办法,使热像仪能够与存在误差的外同步信号同步,该方法已在某扫描型热像仪上得到了实现。     

512×8中波 TDI 红外探测器成像系统设计

针对 TDI 型红外探测在各个领域的重要作用,设计并实现了一个中波 TDI 红外扫描成像系统.该扫描成像系统采用国产512×8元线列 MCT(碲镉汞)焦平面列阵、自行研制的光学系统和一维角度扫描系统.当探测器在300 K 黑体的照射下,积分时间为500μs 时,整个成像系统的平均噪声等效温差(NETD)约为0.3 K.实验结果表明该系统能够满足设计要求.     

非制冷热释电焦平面探测器成像机理及演示验证

针对非制冷热释电型焦平面探测器,基于国产技术成功设计出一套较实用化的成像演示系统并获得了较好的成像效果,推进了全国产化热释电型非制冷热像仪的研制和开发进程.着重论述和分析了成像系统的构架设计、关键技术及系统工作原理,最后给出了成像系统演示结果.     

288×4焦平面探测器阵列输出信号及其预处理分析

扫描型288×4焦平面探测器已成为二代热成像系统的主要探测器类型,由于采用了特殊的图像处理技术,其系统成像质量与技术指标参数明显优于基于传统技术的热成像系统.通过对垂直方向具有光学微扫描的288×4焦平面热成像过程中最基本的探测器采样进行了分析研究,得出了探测器阵列输出信号的基本波形和重要特征,为热成像系统中后续的电子处理提供了相关的理论基础;并分析了成像系统中预处理电路中电平调理以及ADC对探测器输出信号的处理,以及与ADC相关的抗混叠技术,最后得出了抗混叠滤波器在此预处理电路中是毫无意义的结论.     

焦平面探测器红外成像系统探测作用距离估算

建立了焦平面探测器红外成像系统对红外目标的探测作用距离估算模型.该模型综合考虑了系统观测环境条件、目标红外辐射特性和焦平面探测器红外成像系统对探测作用距离的影响,能够有效估计系统对特定飞行目标的探测作用距离。依据该模型可科学地对红外成像系统的各关键技术参数进行论证计算,从而加强系统的顶层设计,为工程实践奠定理论基础,指导相关成像系统的研制过程。因此该模型具有十分重要的工程应用价值。     

THz焦平面探测器及其成像技术发展综述

THz探测器作为THz成像系统的核心器件,一定程度上制约着THz成像技术的发展,鉴于单元/多元探测器的光机扫描成像模式存在的问题,THz 焦平面探测器成像成为 THz 探测技术发展的方向.介绍了近年来国内外在THz焦平面探测器,特别是基于VOx的THz焦平面探测器及其成像技术的研究进展,分析了 THz 焦平面探测器及其成像模式的发展前景.本文对于研究 THz 成像技术及应用的发展具有重要的参考意义.     

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.     

288×4红外热像仪实时图像灰度级调整

根据热像仪的实际工作情况,提出了利用FPGA实现实时图像灰度级调整来改善热像仪图像质量的解决方案.并在288×4热像仪整机上利用FPGA实现了实时的灰度级调整.     

128×1元GaAs／AlGaAs多量子阱扫描红外焦平面的红外成像

研制成功了１２８×１元ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ多量子阱扫描型红外焦平面（ＦＰＡｓ），器件的响应率达到ＲＰ＝２．０２×１０＾６Ｖ／Ｗ，截止波长为λ＝８．６μｍ，根据常规的黑体探测率定义，得到器件的黑体探测率为Ｄｂ＝２．３７×１０＾６ｃｍ．Ｈｚ／Ｗ，并最终获得了清晰的曙物体残留热像图。     

128×128元锑化铟红外焦平面探测器热-应力耦合分析

考虑探测器在热冲击过程中由于传导降温非均匀引起的温度梯度分布,借助ANSYS软件对温度梯度影响下的锑化铟探测器进行热-应力耦合分析。依据热分析结果得到了热冲击下探测器的降温时间曲线,以此为基础进行热-应力耦合分析得到了探测器的应力分布,并以温度、时间为参考量将热冲击过程中InSb芯片上应力最大值变化与传统均匀降温方式下的应力最大值变化进行对比,结果表明器件内部存在温度梯度时,InSb芯片上的应力增加呈现出先快后慢现象,明显不同于均匀降温的线性增加;且应力增加主要集中在热冲击初始0～0.5 s时间段,如此短时间段内应力的急剧增加将严重影响探测器的可靠性。最后对传导降温方式下应力变化可能引起InSb芯片失效的原因进行了初步探讨,这对预测裂纹的发生提供了一定的帮助。     

圆形冷屏下红外焦平面探测器光敏元立体角的计算及其成像仿真

给出了圆形冷屏限制下红外焦平面器件任一光敏元立体角的数学模型,该模型由非线性方程组描述,通常,难以求出相应的解析解.以320×256面阵器件为例介绍了一种数值求解方法,即先从面阵中选取若干光敏元作为采样点,用SolidWorks三维实体造型软件求出这些光敏元对应的若干几何参数,再用MATLAB做样条插值计算,求出任一点处光敏元的立体角数值.将这些立体角的相对值投影到0～255的整数值范围,可以得到一张伪灰度图,该图反映了理想情况下面阵器件对均匀面源黑体的成像效果.     

非制冷焦平面红外探测器的双波段成像理论

本文研究了热电型非制冷焦平面红外探测器在4状态斩波调制下的信号响应,从理论上得到了响应信号的变化,数值模拟分析表明,响应信号的变化可以反映出景物入射辐射在双波段的差异,由此可望通过单一非制冷钛酸锶钡(Ba_xSr_1-xTiO₃,BST)焦平面探测器,实现获取景物双波段信息的热成像系统.     

非致冷红外焦平面热成像技术的进展

近年来，非致冷红外在像技术的研究和开发一直是热成像领域最令人关注的焦点之一，其在军事及民用领域的应用受到国内外的高度重视。本文综述了非致冷红外焦平面热成像技术的4种技术途径应用，并简要地论述了我国非致冷红外焦平面热成像技术的现状和发展途径。     

焦平面热成像图像显示电路设计

本文介绍了基于CD22402电视同步信号产生器和DAC8308的弹用焦平面图像显示电路的设计.首先研究了原理和设计要求,然后对各部分硬件设计进行了详细介绍,最后介绍了电路的调试.实验结果表明:能完成把经过校准后的数字图像灰度数据和图像处理中形成的信号转换成模拟视频信号,并将系统时序转换成电视时序功能.     

长波320×240热释电非制冷焦平面探测器

热释电红外焦平面探测器技术正在迅速发展,因其体积小、质量轻、性价比高、可靠性好,适宜量大面广应用的特点而备受青睐,引起世界几个主要发达国家的高度重视.概述了美国、英国热释电焦平面探测器目前的水平,介绍了昆明物理研究所自主研发320×240热释电非制冷焦平面探测器的最新进展.     

8×2元SPRITE探测器对热成像系统性能改善的模拟分析

研究了采用CCD实现移位延时的nv×ns元SPRITE探测器的性能模型,分析了相对于nv×1元SPRITE探测器对热成像系统性能的改善,模拟计算表明:采用串联技术可满足实际高性能热成像系统的需求.同时,此研究也扩展了热成像系统性能模型的适用范围,对于热成像系统的性能分析、方案论证以及优化设计等都有实际意义.     

256元InGaAs线列红外焦平面及扫描成像

报道了用分子束外延(MBE)方法生长掺杂InGaAs的PIN InP/InGaAs/InP外延材料,通过台面制作、硫化处理、ZnS/聚酰亚胺双层钝化、电极生长等工艺,制备了256元正照射台面InGaAs线列探测器,278K时平均峰值探测率为1.33×1012 cmHz1/2W-1.测试了不同钝化方式探测器典型Ⅰ-Ⅴ曲线和探测率,硫化可以减小探测器暗电流,ZnS/聚酰亚胺双层钝化效果最好.并对ZnS/聚酰亚胺双层钝化InGaAs探测器进行了电子辐照研究.256元InGaAs探测器阵列与两个CTIA结构128读出电路互连并封装,在室温时,焦平面响应率不均匀性为19.3%.成功实现了室温扫描成像,图像比较清晰.     

SPRITE探测器热成像系统的性能评价方法研究

文中介绍了ＳＰＲＩＴＥ探测器与一般离散阵列测器在性能评价方面的特殊性,建立了相应的性能评价模型,介绍了其中一些主要的处理方法,编制了热成像系统静态性能模软件包,通过计算机模拟结果与英国ＵＫＴＩＣＭ－Ⅱ的技术指标以国产系统测试结果的比较,证明了模型的可靠性和可行性。     

室温型热释电红外探测器焦平面列阵新进展

文中介绍了目前室温工作的热释电红外探测器焦平面列阵的国外进展，混合型铁电陶瓷焦平面列阵已进入批量生产阶段，这类焦平面列阵制作的热像仪已于１９９５年进入商品市场，而单片式铁电薄膜红外探测器焦平面列阵还处在实验室研究阶段。