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.     

512×8像素级数字化长波红外探测器研究

像素级数字化红外探测器具有更高的性能水平和更强的抗干扰能力,是红外探测器技术发展的重要方向之一。通过突破像素级数字化读出电路设计、低峰谷碲镉汞材料外延、器件制备工艺以及倒装互连等关键技术,研制出了一种512×8像素级数字化长波红外探测器组件,并对其性能进行了测试。此探测器的响应波段为7.85～10.17 μm,平均峰值响应率为1.4×10¹¹ LSB/W,响应率非均匀性为9.13%,有效像元率为97.5%,噪声等效温差(Noise Equivalent Temperature Difference, NETD)为4.4 mK,动态范围为90.6 dB。测试结果表明,该探测器能够满足系统要求。     

红外探测器参数测试系统的改进

文中介绍了红外探测器参数测试系统经过改进后,可准确、快速地进行探测器光电参数的测量,并已在实际应用中起了重要的作用.     

480×6制冷长波红外探测器的测试

480×6制冷长波红外探测器是新一代光电装备的核心器件,其测试结果能为新一代光电装备提供设计参考数据.480×6制冷长波红外探测器需要至少9路模拟偏压和3路数字信号,才能正常工作.其模拟视频信号输出为16路信号.偏压精度不高或者采集通道之间微小的噪声差异会大大影响测试的精度.88μV的系统电噪声会对D*值带来13.8%的误差.设计了低噪声的480×6长波制冷红外探测器的测试接口电路,编制探测器工作所需要的模拟偏压和数字时序信号,采用4路低噪声采集模块采集探测器4路输出的30×120的图像.编程读出SAS系统*.srs测试文件中的测试数据,对像元进行排序,得到120×120的图像.重复4次,得到480×120的图像.首次完成了480×6制冷长波红外探测器的测试,其D*测试结果为2.726×1011Jones,与3年前的测试结果只有13.8%的偏差.     

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.     

640×512偏振长波量子阱红外焦平面探测器研制

介绍了大面阵偏振长波量子阱红外焦平面探测器组件的研制进展。在640512规模20 m中心距面阵上,偏振焦平面采用了22子单元设计,子单元中每个像元分别刻蚀0、90、45以及135方向的一维线性光栅,来获得入射光不同偏振角度的信息。突破了长波量子阱材料外延和器件制备等关键技术,制备出面阵探测器芯片,实现了偏振长波红外探测的单片集成,配上杜瓦和制冷机,研制出噪声等效温差优于30 mK的长波偏振640512量子阱探测器组件。     

基于长波红外成像系统的红外辐射特性测量方法

地基红外成像系统是靶场领域实现目标跟踪、实况记录成像的重要成像设备之一。配有高性能红外辐射定标系统的地基长波红外成像系统,可对低温以及常温目标实现高精度辐射特性测量。通过建立制冷型红外辐射特性测量系统的辐射测量模型,在7.7~9.3 μm长波波段利用某光学口径为600 mm的长波红外辐射测量系统实现了对目标的高精度测量。实验结果表明,辐射测量的精度为16.81%,能满足靶场对高精度辐射测量的要求。     

混合式长波线列TDI红外探测器改进互连工艺研究

根据目前混合式红外焦平面互连工艺以及对长波线列延时积分红外探测器产量增长的需求,结合现有的工艺设备能力,开发出"共片工艺",以最大限度地提高在互连工艺段的生产效率.     

宽幅长波红外高光谱扫描成像系统的设计

为了满足宽幅长波红外高光谱成像需求,基于光导型碲镉汞线列探测器和平面闪耀光栅,提出了一种在长波红外8~12.5 μm范围内具有150个连续波段、30°成像视场角、基于地面应用的低成本、轻小型高光谱扫描成像系统的设计方法。该系统由光栅扫描机构和视场扫描机构组成,两机构同步控制以实现精细分光和宽幅成像功能。推导了光栅扫描角度与探测器接收单色光的波长、视场扫描角度与成像视场角间的关系式。在分析扫描系统扫描定位精度的基础上,设计了一套以步进电机为运动核心,采用“摆扫定位+停止成像”工作模式的扫描系统。实验表明,该扫描系统可满足系统视场定位精度及分光精度的要求。获取的硅碳棒在长波红外波段的发射光谱曲线表明该系统的设计合理有效。该扫描系统的设计方法对长波红外高光谱系统的设计具有一定的指导意义。     

512×8元双波段TDI红外探测器的低噪声成像电路设计

设计了一种基于512×8元双波段TDI红外 焦平面探测器的低噪声实时成像数据采集系统。根据器件内 部的电路结构以及输出模拟信号的特点,设计了一种由偏置电压、驱 动电路、模数转换电路和数字信号处理模块等组成的低噪 声采集电路。经噪声测试可知,在26℃的室温下,电路噪 声为0.02～0.18 mV;当积分时间为300 μs时,短波红外和中波红外探测 器各个像元的噪声电压分别为2.5～4.5 mV和8～10 mV,其 各个像元的信噪比分别为52～57 dB和43～48 dB。结果表明,该系统具 有良好的噪声特性,可以满足实际的工程应用需求。     

长波红外高光谱成像系统的设计与实现

针对长波红外高光谱系统背景辐射强以及信噪比低的特点,设计了能有效抑制背景辐射的长波红外精细分光光谱成像系统.利用杂散辐射分析软件,对系统进行了背景辐射分析,包括全波段各辐射面源对背景辐射的贡献分量、各光学通道的背景辐射、机械内壁吸收率对背景辐射的影响、以及光机内壁温度对背景辐射的影响.主要通过制冷光机系统的温度、抛光亮...     

5×光学补偿长波红外连续变焦物镜系统

介绍了一个变倍比5×的长波红外连续变焦物镜系统的设计结果,该系统采用光学补偿的变焦方式.光学系统的F#和探测器的相匹配,恒定为2,冷屏效率100%.对4个视场严格校正了像差,各个视场的MTF曲线均接近衍射限.采用二次成像方式对光学系统的横向尺寸进行了约束,通光孔径被约束在(0)134mm以内.为了进一步减小系统的轴向尺寸,对系统的光路进行了折转.光路折转两次后,系统的体积约为290mm×165mm×140rnm.     

非致冷长波红外高光谱成像

8μm～14μm波段的高光谱成像无论对于军用遥感还是对于民用遥感都是很重要的．长波红外高光谱成像的昼夜观察能力加上它探测伪装目标、地雷和化学气体的能力,已使它成为了一种很有吸引力的军用侦察手段．此外,长波高光谱成像技术的化学分析能力还可以对可见光、近红外和短波红外高光谱方法进行补充。然而,长波高光谱成像技术所用的光子焦平面体积大、成本高,这就限制了它在许多平台上的使用。     

星载长波红外焦平面成像系统

随着国产红外焦平面技术的发展,使用长波红外焦平面器件采用推扫方式对地观测的成像系统成为现实。文中介绍的星载长波红外焦平面成像系统是一个工作波段在8.0~12.5μm之间的对地观测相机,该相机采用两条256×1的长波红外焦平面探测器,60 K的深低温斯特林制冷机和同轴两反RC主光学系统的技术方案,通过设置合理的探测器冷屏、并采用-26°C的低温光学系统以及高性能的信息获取和处理电路,系统获得了较好的温度灵敏度,利用该相机获取了外景长波红外图像,这是我国利用国产的红外焦平面器件获取的截止波长大于12.5μm的红外图像。     

多模长波红外成像系统在无人驾驶飞机上的验证（下）

3.2地面部分的安装 这一节介绍地面部分的安装:地面部分的体系结构、任务监视器和传感器的控制.     

红外焦平面阵列性能参数测试系统

基于虚拟仪器技术开发了红外焦平面阵列( IRFPA)性能参数测试系统。该系统可采 集IRFPA动态数据,得到IRFPA在不同情况下的各像元响应情况,从而测试计算出IRFPA主要性能参数,进行器件的评估;对采集数据的统计分析,能准确判断盲元位置和数量,定量地测量非均匀性,以测试分析结果为依据进行红外成像图像的补偿和校准,得到了清晰的成像效果。     

InAs/GaSb超晶格长波红外探测器

InAs/GaSb Ⅱ类超晶格红外探测器因其特殊的能带结构及其自身的材料和器件优势,在红外成像技术上具备极大的应用价值和前景,同时在大面阵长波红外探测器及甚长波红外探测器领域展现出优异的器件性能,并推动世界各国对这一低维半导体研究的持续发展,成为第三代红外探测器技术的最佳选择,并在国防建设、医疗、电力、天文学、抗灾方面有着广泛的应用.本文着重介绍了Ⅱ类超晶格长波红外探测器器件的制备、焦平面的成像测试以及器件的相关性能.长波探测器器件在77 K条件下10%截止波长为14 μm,峰值量子效率为35%,峰值响应2.6 A/W,峰值探测率接近1×1010 cmHz1/2W-1.     

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.     

长波红外和中波红外超光谱傅里叶变换成像器

Kestrel公司已设计出一种装在飞机上的双波段红外傅里叶变换超光谱成像器,目前正在制造这台仪器。预定安装在Cessna206上的这台成像器具有一个15度的视场,其瞬时视场为1.0毫弧度。该仪器使用512个光谱通道,在2000cm^-1至3000cm^-1范围内,其目标光分辨率优于1.5cm^-1,在850cm^-1至1250cm^-1范围内则优于0.4cm^-1。为达到这些前所未有的光谱分辨率,仪器将采用各种光谱增强技术。光学系统的计算机模拟已演示出亚波数分辨率和超过900的信噪比。     

红外成像系统常用测试方法

介绍了测试系统的组成部分,给出了各部分常用的类型,对其中一些类型的优缺点给予了讨论.