三通道中、长波碲镉汞／微型滤光片组合探测器

三通道中、长波碲镉汞／微型滤光片组合探测器中科院上海技术物理研究所徐国森现代空间应用红外遥感技术的发展，使遥感用红外扫描辐射计从简单到复杂，通道数从单通道到多通道，亦即从单光谱到多光谱以至发展到成象光谱，从而使红外探测器从单元发展到多元以至焦平面，从...     

用递归空间低通滤光片对红外探测器列阵进行无颤动非均匀性补偿

美国专利US6507018 (2003年1月14日公布) 本发明提供一种用于补偿红外探测器列阵探测器元件响应非均匀性的无颤动空间-时间低通滤光片方法。该方法既适用于一维扫描列阵、又适用于二维凝视列阵。首先,它需要确定景物与探测器列阵的相对运动是否足以使用空间-时间低通滤光片型非均匀性补偿(NUC)算法。如果是,它便应用NUC算法,然后NUC     

16通道微型集成滤光片制备技术的研究

多光谱成像光谱技术正在向光谱通道更多、集成度更高、体积小和重量更轻的方向发展,而用于分光的多通道滤光片是其关键光学元件,需要相应发展新型多光谱窄带集成滤光片制备技术.提出了组合刻蚀法布里-珀罗(F-P)滤光片间隔层的方法,将光学薄膜制备技术,离子束刻蚀技术与掩膜法技术相结合,形成新的多通道集成滤光片的制备方法.并在单个微型基片上,成功制备了集成16通道窄带线阵滤光片,获得的单元滤光片几何线宽为0.7mm,相对半峰全宽优于1.0%,透射峰定位精度优于0.25%.这一方法不但可满足集成度更高的滤光器件的要求,而且拓展了薄膜制备的方法.     

激光产生图案用于微光学元件加工

利用激光产生的图样（LPG）可以制成任意连续的表面凸纹结构，其中包括衍射透镜；衍射光栅，输出光栅和相位片等。其应用范围涉及成像系统、激光机械加工、光纤耦合、显示、机加观察和校准等方面的色差矫正。LPG还可以用来制作光学接口方面应用的微型透镜列阵、微型柱面镜列阵和光束偏转列阵等，可以大大地提高太阳能电池和波前传感探测器的效率。还可以制成凹陷为100Prn的折射型微型透镜和微型柱面镜列阵，数值孔径（NA）可达到0．5；井能配置成任意的几何形状（如正方形，矩形或者填充系数为100％的六角形列阵）。还可以由带有图案的…     

窄带多通道滤光片的设计与制备

介绍了三种获得窄带多通道滤光片的方法。第一种方法是具有缺陷的多异质结结构,该结构能够展宽光子晶体的禁带同时实现多通道效应。第二种方法是多通道导模共振布儒斯特滤光片,此类滤光片可以采用单层膜结构来实现多通道效应,也可以采用具有相等折射率的双层膜结构来实现多通道效应。第三种方法是组合刻蚀法制备窄带滤光片列阵。该方法不仅可以制作单腔窄带滤光片列阵,还可以制作双腔窄带滤光片列阵。窄带多通道滤光片在光学领域中具有一定的应用前景。     

渐变滤光片与焦平面探测器列阵的配合特性

利用渐变特性对覆盖列阵探测器光敏元区域的渐变滤光片的透射率进行了数值模拟，并对探测某一波段光谱信息的多通道渐变滤光片进行了分析和设计。     

镶嵌式多光谱摄像机

镶嵌式传感器是由许多传感器以几何图形排列而形成的一个单片列阵.在商售数字彩色摄像机市场中,镶嵌式彩色滤光片列阵（CFA）技术的使用甚为普遍.这种技术不是采用三个电荷耦合器件来为每个像元捕获红、绿、蓝三个光谱波段,而是每个像元只与一个器件有关联,该器件上覆有敏感一特定波长的一块滤光片.在这种方法中,每个像元只敏感一种光谱成分,而其它光谱成分须从相邻的像元中估计出来.CFA表层是按通常的工序制作的,即根据特定的传感器设计,在每个像元上放置一块用对波长有选择的材料制作的、具有一定几何图形的滤光片.     

用离子注入法研制低暗电流和高性能的Hg0.57Cd0.43Te红外探测器

本文介绍美国雷神视觉系统(RVS)公司和AVYD器件公司在提高红外探测器性能方面所获得的成果。这两家公司联合验证了一些具有高可操作性和高性能的甚大规格成像焦平面列阵,它们将在未来的近红外和短波红外成像应用中发挥应有的潜能。这种探测器的设计理念可能会使像元间距小到5μm的大规格焦平面列阵达到衍射限分辨率。本文报导雷神视觉系统公司的先进样品制造厂把该公司的Hg_(1-x)Cd_xTe材料生长和探测器操作工艺方法与AVYD公司的p型离子注入方法结合起来在制作平面探测器列阵晶片方面所做的工作。同时综述像元间距为20μm的1024×1024元短波红外焦平面列阵的性能。这种探测器列阵是用响应波段为从近红外至2.5μm截止波长的Hg_(1-x)Cd_xTe材料制作的。通过柱状焊接互连技术,探测器列阵与雷神视觉系统公司的天文学级读出电路片焊接在一起。这些焦平面列阵在整个光谱范围内呈现出极佳的量子效率和均匀性,并呈现出中值为每秒0.25个电子的甚低漏泄电流。用来制作探测器列阵的工程级Hg_(1-x)Cd_xTe外延层是用经过改进的液相外延方法在CdZnTe衬底上生长的,并经过了复合的钝化/离子注入/钝化处理。本文详细评论探测器的性能数据,其中包括测试结构的电流-电压特性曲线、截止光谱曲线、焦平面列阵的量子效率和漏泄电流。     

红外微型多谱段集成滤光片产品质量考核方法

作为空间红外相机上的关键部件,微型集成滤光片得到越来越广泛的应用。由于制作工艺复杂,加上探测器内部工作条件极为苛刻,滤光片在使用中经常出现诸多问题。为了在地面阶段全面暴露滤光片质量缺陷并针对性解决这些问题,减少相机在轨工作风险,文章提出一套适用于空间红外相机的多谱段集成滤光片产品质量考核方法,涵盖产品外观检查、结构尺寸测试、面形检测、光谱性能测试、膜层质量检查,环境试验考核、力学试验考核等方面,旨在滤光片研制过程中能够全面、准确地考核集成滤光片产品质量,减少产品使用中的潜在风险。     

德国AIM公司的第三代焦平面列阵红外探测组件（上）

根据一般的认识,第三代红外探测组件可望提供先进的功能度,例如更多的像元、多色或者多波段、更高的帧速率和更高的温度分辨率等。本文介绍德国AIM公司用以研制第三代焦平面列阵红外探测组件的工艺状况。为了以80M像元/s的像元速率达到高达800Hz的全帧速率,AIM公司设计了一种间距为40μm的256x256元高速列阵器件。一种读出电路被设计成能在以快速积分模式进行扫描的同时进行凝视,从而以高达800Hz的帧速率进行近全帧积分。一个具有14bit深数字输出的微型指令与控制电路,一块能够把基于非线性自学景像的校正模型也考虑进去的非均匀性校正插件板,这两种电路已与集成的探测器制冷器装置(IDCA)一起研制出来。 在双色/双波段能力方面,AIM公司已研制出一种序贯多色组件以便为用户提供一种可从正反两方面分析光谱选择探测的灵活工具。这种组件基于384×288元的中波红外或者长波红外HgCdTe探测器。一只四个小面上可装滤光片或者细光栅扫描仪板的转轮为光谱的选择提供了方便。AIM公司的可编程MVIP图像处理技术被用以探测器的控制和非均匀性校正。MVIP可为每个滤光片位置单独设置积分时间和非均匀性校正系数以获得相似的性能,从而精确评估红外光谱选择的效果。同时,一种双色探测器焦平面列阵也正在研制之中。这种焦     

大面阵碲镉汞芯片的热应力分析与优化

随着红外焦平面探测器面阵规模的不断扩大,大面阵碲镉汞芯片的热应力进一步恶化,受温度冲击后更容易产生损伤,进而直接影响探测器的使用,甚至导致探测器失效.这已成为大面阵探测器生产工艺亟需解决的问题.借助仿真手段研究了大面阵碲镉汞芯片的低温损伤原因,并结合小面阵探测器进行了对比分析.结果 表明,铟柱与碲镉汞接触边缘部位因应力...     

基于柱面镜的太赫兹阵列探测器扫描成像实验研究

设计了一套用于太赫兹阵列探测器扫描成像的光学系统,采用光学设计软件分别对柱面镜和聚焦透镜的面型进行了仿真,仿真结果表明,经过柱面镜后,点光源变成了线光源,线光源的宽度为1.4 cm。实验中,分别采用VDI单元探测器和中科院苏州纳米所自主研发的场效应管阵列探测器对物体进行成像,其中VDI单元探测器成像效果较为清晰,阵列探测器的图像中存在一定的条纹,原因来源于探测器像元之间的耦合和串扰。本文采用柱面镜结合阵列探测器,提升了扫描成像的速度。     

Geometric design of linear array detectors

A technique for computing the shape of photosensors in a linear array is described. The method illustrated computes the dimensions of the detectors that produce the highest signal-to-noise performance at the high spatial frequency limit of the array. These detectors turn out to be wider than the pitch of the array, necessitating a bilinear array configuration. The special case of equal signal-to-noise ratio parallel and perpendicular to the array is derived. An illustration is shown.     

模拟红外焦平面探测器读出时序的系统设计

高精度红外焦平面探测器的昂贵价格在一定程度上限制了红外导引系统的开发与应用,然而低成本的焦平面探测器读出时序的模拟系统为红外导引系统的开发带来了新的契机.文中提出了一种适合于工程应用的焦平面探测器读出时序的模拟系统的结构与方案,并给出了仿真分析和实验数据.应用表明,该系统提高了红外导引系统的开发速度和可靠性,降低了研制成本.     

Techniques in infra-red astronomy

Astronomy at the infra-red wavelengths is a comparatively recent branch of the subject, having really only started circa 1970. Since that time it has grown enormously in scope and sensitivity. This paper reviews the techniques used and problems faced by the infra-red astronomer. The topics discussed include: ground based astronomy, single element detectors, array detectors, array electronics and calibration     

红外焦平面阵列响应度非均匀性的校正算法

本文分析了红外焦平面阵列探测器的响应度非均匀性对成像系统灵敏度的影响和单个探测单元的积分时间响应非线性对成像质量的影响。提出了一种基于场景的运动扫描平均值校正与积分时间校正相结合的红外焦平面阵列响应度非均匀性的校正算法。从而使得系统不仅能够得到均匀性良好的响应度,而且还能使响应度不会受到积分时间改变的影响,进一步扩展了红外焦平面探测器的实际应用范围。     

红外焦平面探测器键合和剪切可靠性试验研究北大核心CSCD

红外焦平面探测器可靠性与生产研制工艺过程控制要求密切相关。本文对探测器的可靠性考核思路进行了分析,结合目前标准中可靠性试验存在的问题,对芯片和杜瓦组装过程中的引线键合强度、芯片剪切强度开展了试验研究,为指导红外焦平面探测器的研制生产、全面评价其质量和可靠性提供依据,为后续红外焦平面探测器的标准制修订工作奠定基础。     

稳定平台对机载线阵相机成像质量的影响

在线阵传感器的航空摄影过程 中,飞机姿态变化会对成像造成影响,导致成像模糊。因 此根据航空投影的坐标变换方程,采用Monte Carlo算 法分析了曝光时间、稳定平台位置补偿残差以及角速度补偿残 差等参数对线阵相机成像质量的影响。结果表明,高性 能机载线阵相机必须配备高性能稳定平台;同时,灵敏度 高、曝光积分时间短的线阵探测器对于成像质量的提升 具有重要意义。     

中波红外与长波红外推扫成像性能分析

基于长线阵中波红外和长波红外探测器的推扫成像技术,是实现高空间分辨率和高温度分辨率卫星对地观测的技术途径之一。随着长线阵红外探测器的发展,该技术受到高度关注,并已在一些领域得到应用。介绍了中波红外和长波红外谱段成像特点以及基于长线阵中波红外和长波红外探测器的卫星推扫成像技术发展现状。重点根据中波红外和长波红外谱段的波长、温度为300 K 目标的辐射强度以及光学系统和探测器参数,分析了它们的成像性能,包括调制传递函数(MTF)、地面像元分辨率(GSD)和噪声等效温差(NETD)。对于常温目标,在积分时间足够长的情况下,保持相同的MTF,中波红外比长波红外推扫成像可实现更高的空间分辨率和温度分辨率。结合分析结果,对充分发挥这两个谱段的成像性能提出了建议。