大气红外探测仪的探测器序列定位误差

大气红外探测仪AIRS的核心是一个光栅光谱仪序列,2378个红外探测器分装在17个探测器序列上,本文以实例说明了由于探测器序列在视轴方向有偏移,即空间错误定位误差给AIRS的观测值带来的影响及其光谱分布特征,以及观测值误差对后继红外晴空订正和大气廓线反演的影响.建议以后在设计同类仪器时要避免探测器序列错误定位问题,或选用干涉式分光系统.     

数字化红外焦平面探测器光谱响应测试系统研究

针对目前没有设备可对数字化红外探测器的光谱响应进行测试,利用可测模拟电平输出型红外探测器光谱的傅里叶光谱仪,研制了一块电路板装置,实现了将数字化红外探测器转换为与模拟红外探测器一样的输出形式,解决了数字化红外探测器光谱无法测试的问题,且具有结构简单、一板多用等特点,可在不同型号的傅里叶光谱仪上使用。该方式成本低且易实现,不仅操作简单,而且测试性能稳定,适应于各种形式的数字化探测器,使得数字化红外光谱响应测试系统具有更高的兼容性和灵活性。首先对红外光谱响应测试系统进行了介绍,然后对所研制的模数电路板装置进行了原理分析,最后对此电路板进行了硬件实现,并编写了内部测试程序,进而完成了功能验证。理论分析和硬件功能验证表明,带有新研制模数电路板装置后的红外光谱测试系统不仅可以实现不同位宽输出的数字化面阵探测器或线列探测器光谱测试,而且光谱测试结果准确可靠。     

双色红外共光路辐照度测量系统设计

针对测量红外目标模拟器的辐照度值所设计的辐照度测量系统,其光学系统特点是改善辐射光束的能量分布,将能量集中到探测器上。根据双色和单色探测器的不同用途,单个双色探测器和两个单色探测器的双色红外共光路光学系统均能够满足辐照度测量系统的需求。双色探测器难以得到,但对应的光学系统结构简单,调制传递函数响应度高,实用性强;单色探测器容易得到,但对应的光学系统结构复杂,不过仍然有很好的像质,满足辐照度测量光学系统的要求。光学设计结果表明,3～5μm的中红外波段和8～12μm的长波红外波段在两个系统中同时较好地完成了像差校正,系统畸变都很小,最大不超过0.7%,调制传递函数曲线均接近衍射极限。     

红外模拟探测器研究初探

论述了HgCdTe材料红外模拟探测器研制的必要性,研究了红外模拟探测器需要具有的主要功能并详细讨论了其四种工作模式.提出了以ARM+FPGA为主处理芯片的红外模拟探测器硬件架构.同时理论推导表明单一网络信号的完整性问题可以避免,系统的低噪声设计也可以实现.最后指出了红外模拟探测器的发展前景和需要解决的关键问题.     

固定在印制电路板上的红外图像探测器系统

本发明提供一种固定在印制电路板上可与诸如红外相机之类红外成像系统一起使用的红外图像系统。该系统由半导体芯片、印制电路板以及热沉等部件组成。半导体芯片的第一表面上装有一个红外探测器列阵和多个连接点,它固定在印制电路板上,并以电学方式与印制电路板上的电连接点相连。半导体芯片的第二表面与热沉相连。另外,印制电路板上有一个可以安置红外图像探测器列阵的窗口,这样,入射在印制电路板另一侧的红外辐射便可以透过该窗口到达红外图像探测器列阵上。这种将红外图像探测器系统固定在印制电路板上的方法的优点是,制作成本低,制成的探测器系统的可靠性高。     

一种用红外方法的舰船分类系统

本文研究一种用红外方法的舰船分类系统来提取特征的新方法,在舰船分类研究中,常常需要提取舰船图像特征,即图像在探测器视场内的大小、旋转和平移不变量,文中讨论的特征就具有这样的性质,利用5级分类模拟图像检验这个方法,并对其分类精度的效率进行了分析。     

热敏电阻红外探测器视场自动测量系统的研制

本文介绍了热敏电阻红外探测器视场的测量方法、测量系统硬件的组成原理和软件的设计方法以及自动化测量的算法。不同入射角的平行光经由透镜汇聚在探测器敏感元的不同位置上,得到相应强度的信号,经过测量系统的选频放大、数据采集和数据处理,得到信号强度的包络曲面和接近于理想设计值的视场曲线,从而能够对探测器敏感元的质量进行研判,并对光机轴不重合导致的误差进行校正。     

一种高性能红外探测器模拟器的研制

为解决红外探测器数据采集系统的测试问题,基于红外探测器件本身的工作特点,研制出了能够模拟红外探测器输出信号的模拟装置。该装置不仅能模拟各种阵列规模的红外探测器,输出准确的量化图像数据,而且能为数据采集系统提供所需的帧、行、像元及相关双采样同步触发信号。利用模拟装置输出的量化图像数据实现了红外探测器数据采集系统的定性检查和定量校准,为红外探测器数据采集系统的高效准确测量提供了有价值的参考。     

焦平面上的N沟金属氧化物半导体硅信号处理器

下一代红外系统由于焦平面上能包含大量探测器,其灵敏度和分辨率将显著提高。现在的红外成象系统所用探测器数量较少(通常在200以下),每个探测器各接一个视频信号处理电路。红外半导体新工艺提供了较高的探测器密度,仅仅因为简化低温恒温器与系统的互连,也显然需要焦平面上的信号处理。可是,这种探测器新工艺相当不成熟,为使所得信噪比由入射辐射的散粒噪声来限定(所谓背景限性能,即BLIP),需调整探测器信号。本文叙述硅n沟MOS(NMOS)工艺在研制红外信号处理模拟电路上的应用。     

红外辐射探测器件

本发明提供一种用于从红外辐射中产生图像的红外辐射探测器件,该探测器件包括许多个极性热探测器(2),这些极性热探测器都具有特定的电阻,它们分布在探测模块的焦平面上。读出模块(8)将电信号转换成图像处理部分可以使用的信号。电信号补偿模块(10)包括两个分路,     

红外前视系统现状

看一下电磁频谱可以知道,大气中有几个波段能量最容易透过。其中特别引人注意的窗口是3～5和7.5～13微米。在这些波段,目标的温差对辐射功率有影响;然而,在环境温度(300°K)附近,峰值辐射波长为10微米。本文集中介绍工作在7.5～13微米波段的红外前视系统AN/AAS-28A型红外前视系统系装在美海军A-6C型机腹下的。该系统有三个部分:接收、线路和控制面板。工作时,红外能量由红外透镜系统接收,并用一组扫描镜扫描(图1,按次序地聚焦在一组探测器阵列上。各探测器的输出经放大用以调制一支发光二极管。二极管阵列设计得和探测器阵     

用于场景仿真的红外成像模型及其有效性分析

结合辐射传输定律,对计算机图形学中常用的光照模型进行了一系列改进,得到了简化的可用于场景仿真的红外成像计算模型.具体改进如下:1)增加了几何体表面的温度分布和材料参数;2)在模型中引入了自发辐射项和探测器特性参数.采用光线跟踪方法构建了以该模型为基础的红外场景成像模拟仿真系统,可生成任意观察视角的3D场景红外图像.对三个典型场景进行了红外成像计算,用中波红外探测器采集到的红外图像进行对比.主观比较可看出该计算模型生成的图像与实采图像在基本特征上是相似的,验证了该模型的有效性.定量比较也说明模拟图像与实际图像在主要特征上相符,但绝对亮度上存在较大差异,分析了原因,并提出了改进方向.     

温度冲击下背向集成微透镜阵列红外探测器热应力分析

针对温度冲击下红外探测器芯片的高碎裂几率问题,借助ANSYS分析软件,对背向集成微透镜阵列锑化铟探测器热应力随阵列规模的演变规律、以及64×64大面阵探测器热应力及其分布进行了研究.首先针对8×8小面阵背向集成微透镜阵列锑化铟红外探测器进行热应力分析,得到芯片上最大应力值达到最小时探测器的结构参数.以此为探测器典型结构参数,使阵列规模从8×8倍增到64×64,从而在较短的时间内得到温度冲击下探测器中热应力随阵列规模的演变规律,以及64×64探测器的热应力值及其分布.结果表明:背向集成微透镜阵列锑化铟红外探测器最大应力值出现在锑化铟芯片上,并随阵列规模的增大近似呈线性增加,显示出热应力与阵列规模的相关性.在64×64红外探测器中,锑化铟芯片上表面热应力明显集中在微透镜边缘区域,铟柱阵列上表面热应力分布呈现出由外至内的环状梯度分布,而其它接触面上的热应力分布则呈现出明显的均匀性、集中性.     

能同时获取可见光和红外图像的双波长图像传感器

本发明提供一种能同时获取高分辨率可见光图像和高灵敏度红外图像的双波长图像传感器。它包括一个含有许多可见光探测器和许多非致冷红外探测器的列阵。该列阵中的可见光和非致冷红外探测器是均匀分布的。每个可见光探测器相当于可见光图像上的单个像素。非致冷红外探测器被分成多个具有N个探测器的组,这里的N为一个至少是2的整数。每一组都具有N个串联的非致冷红外探测器,它们共同构成红外图像上的一个像素。     

红外图像预处理设计及非均匀性算法应用

在红外图像信息处理中,首先要对采集到的图像信号进行预处理。以SOFRADIR公司的320×240元红外探测器芯片为例,介绍基于DSP处理器和FPGA的图像预处理系统的硬件设计,以及图像预处理非均匀性算法的研究。在图像预处理系统的硬件平台上,通过采用非均匀性算法中的两点校正法,对所采集到的红外图像信号进行预处理,取得了较好的效果,证明了硬件系统的合理性和算法设计的可行性。     

用发光二极管实现的双通道、双色红外CO2分析仪

介绍了一种采用发光二极管InAsSbP作光源、以PbSe探测器作光电转换器件实现的红外CO2浓度分析仪.该分析仪由探测器系统、信号放大与处理系统及显示输出系统三部分组成.其中,探测器系统主要包括发光二极管InAsSbP、红外窗口,气路.取样泵.球面反射镜、带通滤光片及PbSe探测器等;信号放大与处理系统主要包括电压跟随放大电路,采样保持电路.多路模拟开关、模-数转换电路及8031单片机等;显示输出系统主要包括显示器、打印机及声报警器等.文中还描述了该分析仪的工作原理、基本结构及主要技术指标,讨论了其中的技术难点及其相应的解决方法.     

片上红外偏振探测研究进展

偏振是光的固有自由度,偏振探测提供了光强和波长之外的更多丰富信息。红外偏振探测器在成像、通信、遥感和宇宙学等众多应用中发挥着至关重要的作用。然而,传统的偏振检测系统体积庞大、系统复杂,阻碍了偏振探测的小型化和集成化。近来,片上红外偏振探测器的发展引起了广泛的研究兴趣。本文将重点介绍片上红外偏振探测器的两个前沿研究领域：偏振敏感材料和偏振选择性光耦合结构集成的红外偏振探测器,主要讨论片上红外偏振探测器的研究现状以及未来的挑战和机遇。     

短波InGaAs红外面阵视频成像系统技术研究

短波红外是红外探测领域的重要应用波段。针对短波红外在薄雾、阴霾、夜晚等条件下的视频成像应用背景,提出了完整的面阵凝视视频成像系统方案,基于320×256短波红外InGaAs面阵探测器完成了成像系统原理样机的设计和性能测试,且为满足视频级数据流的实时性要求,基于FPGA实现了硬件上的非均匀性校正。实验结果表明:成像系统电路设计合理有效,噪声低、体积小,满足系统指标和探测器工作要求,探测器在视频工作条件下性能良好,获取了有效的高质量短波红外视频图像。     

用于非制冷红外探测器片上存储器的低延迟灵敏放大器设计北大核心CSCD

针对非制冷红外探测器片上存储器的高速数据读出,设计了一种用于非制冷红外探测器片上存储器的低延迟灵敏放大器。随着非制冷红外探测器像素阵列的不断加大,对非制冷红外探测器片上存储器的要求也更高,需要一个更高速的存储器进行红外探测器内部数据存储。通过降低灵敏放大器延迟时间是提高数据传输速度的一种可靠方法。本文对传统交叉耦合结构灵敏放大器进行改进,与传统交叉耦合结构灵敏放大器相比,增加了完全互补型的第二级交叉放大电路,并采用NMOS组成的中间阶段进行两级运放的耦合。改进后的新型灵敏放大器能快速有效地放大位线上电压差,同时改善灵敏度低的问题。本论文设计的灵敏放大器采用TSMC 65 nm工艺,在工作电压为5 V、位线电压差为100 mV条件下,仿真结果表明:数据读出延迟仅为25.19 ps,与交叉耦合式灵敏放大器相比,读出延迟降低了37.07%。同时,在全工艺角仿真条件下,环境温度为-45—125℃,新型灵敏放大器延迟仿真最大值仅为39 ps,最小值为17.1 ps。     

阵列式红外探测器在列车轴温监测系统的应用

在列车红外轴温监测系统中,前端的红外探测器是轴温信息直接来源,其探测模式、信号放大方式及信号的智能补偿处理直接影响了轴温数据准确性。本文简要探究了红外探测器的类型及发展,提出了一种多点阵列式红外轴温信息采集探头的设计方法,重点分析了其中红外小信号放大电路的实现及阵列信号在列车轴温探测中需要处理的关键技术。