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...     

长波红外高光谱非均匀性校正及光谱特征提取

长波红外高光谱系统既可分析目标成分又能感应其温度信息,广泛应用于遥感领域.该系统响应波段为7.7-9.5 μm,共32个波段,光谱分辨率达53 nm,可用于地质勘探,环境监测等领域.由于长波红外器件工艺问题,探测器在成像之前必须进行非均匀性校正.通过对比基于焦平面和基于光谱的校正方法,说明后者能够很好地保持目标的原始光...     

非致冷红外固体成像技术的发展

非致冷（温室工作）红外成像技术是美国九十年代中期的高技术重大成果,已开发相出相应的室温工作的红外固体摄像机,人国仍处于空白。由于它具有高的性能价格比,而且使用方便（无需致冷）,功能低,体积小,重量轻,便携式,故在军、民两用上有广泛的应用市场。     

紧凑型长波致冷红外变焦距透镜系统

针对国际新型长波致冷324×256红外焦平面探测器,设计一款红外变焦距透镜系统.光学系统整体采用四片光学锗透镜大大节省材料的使用,在变焦过程中系统的相对孔径恒定不变,F数2,焦距在30 ～ 90 mm范围内连续可变,变倍比为3∶1.系统采用二次成像技术,既解决了系统前端口径大的问题也实现了100％冷光阑效率的问题.非球面及衍射面的使用进一步简化系统、减轻重量.利用通用光学设计软件CODE V优化系统,设计结果表明:在空间频率20 lp/mm处,系统各个典型视场的MTF接近衍射极限,成像质量较好.     

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。     

长波红外高光谱成像光谱仪的辐射定标

红外辐射定标是红外遥感信息定量化的关键技术,对所测光谱进行定标是定量分析中的重要环节。采用自行研制长波红外高光谱成像光谱仪原理实验装置（简称 CHIPED-I）进行验证,用黑体对实验装置进行了两点线性定标,将测量的相对强度转化成目标的绝对辐射亮度谱,采用亮温法算出标定后的亮温光谱。结果表明,这种辐射定标方法用于长波红外高光谱成像光谱仪方法可行,这对进一步分析大气透过率和反演大气中红外活性气体浓度具有实际意义。     

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。     

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。     

多次采样平均在长波红外高光谱成像系统中的应用

长波红外高光谱成像系统由于光谱细分导致探测器所接收的目标信号的能量较一般成像系统弱,因此系统噪声对成像效果影响较大.针对这一现象,本文在分析系统噪声成分的基础上,提出采用ADC多次采样平均的方法来降低其噪声,并从理论上推导了该方法的有效性.然后搭建了实验系统,分析计算不同积分时间下,利用多次采样平均技术得到的信号和噪声大小,并计算系统的信噪比和NETD.结果表明,多次(m次)采样平均对系统的信号值几乎无影响,但可以将系统噪声降低至原来的m-1/2倍.因此,该方法可将系统的信噪比提高至原来的m1/2倍,并能有效降低系统的NETD,提高系统灵敏度.该方法为改善长波红外高光谱成像系统成像效果提供了一种方案.     

PMC300型高分辨率非致冷红外成像系统

红外成像技术所取得的最新进展已使得小型、廉价和坚固的相机系统具备超长距离探测、识别和辨认性能成为可能。美国BAE系统公司已研制出一种基于 640×480元非致冷微测辐射热计的PMC300TM型相机     

电可调非致冷红外探测原理

传统的红外光谱探测技术能够提供丰富的光谱信息,应用广泛,但该技术同时也存在一定局限性,如很难同步实现探测器小型化和探测波段实时调节等方面的要求.提出了一种基于电可调表面等离子体谐振吸收的新型FET红外探测器结构.基于电磁场理论分析了结构参数对红外光学吸收的影响,并通过结构参数的优化使吸收结构对特定红外波段的吸收率达到90%以上.栅压变化时VOx热敏层中载流子的浓度分布和折射率均发生变化,显示该器件具有明显的电可调光谱吸收特性.借助于这种FET结构,非制冷红外探测器将具有片上可调光谱探测能力,同时具有易于阵列化特点,为微小型可配置光谱成像探测器件提供了一条思路.     

非致冷光学成像器件

为了获得一种无需致冷但具有适当特性的光学成像器件特别是在红外波段工作的光学成像器件,本发明提出了一种无需采用低温装置的红外成像器件。该红外成像器件通过用一列MEM微反射镜对入射在传感器列阵上的光束进行调制,使其热噪声的影响减小到了最低限度。它特别适合在摄像机和望远镜中用于红外成像。     

基于分体式Sagnac干涉仪的长波红外干涉成像光谱系统

介绍了基于分体式Sagnac 干涉仪的静态高通量干涉成像光谱技术的基本原理,设计并实现了长波红外宽波段等比消偏振分光膜系,给出了干涉仪尺寸的设计方法并利用TracePro 软件验证了设计的干涉光路。使用制冷型和非制冷型探测器对该红外干涉成像光谱仪方案进行了塑料薄膜透过率测试,实验结果与高精度Michelson 光谱仪测量值有较高的吻合度,证实了该方案的正确性。最后进行了推扫实验,给出了数据重排、基线校正和切趾等数据预处理方法,验证了该系统方案工作模式的可行性。     

256×256像素小型非致冷红外相机

探测人和物体温度的红外传感器即使在完全黑暗处也能摄像,因此它具有从宇宙观测到民用的广泛用途.特别是最近研制成功的不需要冷却装置的非致冷红外传感器受到人们的普遍关注.采用二维阵列形状的非致冷红外传感器的高灵敏化、多器件化随着半导体制造技术的发展取得惊人的成果.从80年代中期到现在,世界上以美国为中心进行了以军用和民用为目标的传感器的研究开发.美国由NVEOD(夜视及光电管理局)开始,从1985年起进行SPTS(短区间地观测)项目.在     

用CMOS工艺制作的超低成本非致冷红外探测器列阵

非致冷红外探测器由于具有成本低、重量轻、功率低、光谱响应宽以及工作时间长等优点,在红外成像应用领域已受到了广泛关注。非致冷红外探测技术在各种民间应用和驾驶员夜间视觉增强、安全相机、热分析、探矿以及火情探测中具有很多潜在的用途。     

美国前视红外系统公司发布T型非致冷长波热像仪核心部件

据《Photonics Spectra》杂志报道,美国前视红外系统公司最近发布了一款T型非致冷长波热像仪核心部件（见图1）。该核心部件内装有一个25μm焦平面列阵探测器和专用的数字细节增强图像处理算法,可用于手持式热像仪、无人驾驶飞机视觉系统、消防用相机以及热武器瞄准具。同时,它备有三种结构和七种透镜可选。     

非致冷红外焦平面成像系统辐射测温技术研究

为了消除由非致冷红外焦平面自身温度变化造成的辐射测温偏差,提出了一种基于G-t(黑体辐射灰度-探测器工作温度)标准曲线进行辐射测温的新方法.该方法从热辐射理论和热像仪测温原理出发,利用实验测得的G-t标准温度关系曲线,并结合灰体表面真实温度的计算公式,最终实现了非致冷红外焦平面成像系统的高精度辐射测温.实验结果表明,当...     

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。     

TMOS红外非致冷传感器及焦平面列阵

美国专利US7489024 (2009年2月10日授权)非致冷焦平面列阵的常规设计均包含一块CMOS读出电路芯片,该芯片上的牺牲层和传感器材料层是先摹制然后再用表面微机械加工方法消除的。由于这种芯片不能完全用标准的CMOS生产线制备,在进行标准