光電成像原理及技

1、 紅外成像技術 迄今為止國際上已經(jīng)發(fā)展了三代紅外探測器和紅外成像技術。紅外焦平面探測器的發(fā)展極大豐富了紅外成像技術的內(nèi)容，包括掃描、凝視、微掃描紅外成像、中波、長波、短波紅外成像、制冷、非制冷紅外成像等。紅外熱像儀紅外熱像儀 紅外熱像儀一般分為光機掃描熱像儀和非光機掃描熱像儀。以光機掃描紅外熱像儀為例，紅外熱像儀的的原理如下圖所示： 紅外紅外/熱成像儀工作波段的選擇熱成像儀工作波段的選擇1 最多利用紅外輻射能量1 利用大氣紅外透射窗口2 紅外探測器響應光譜匹配。1）最多利用紅外輻射能量最多利用紅外輻射能量 假設目標為黑體且為一個熱點時，紅外熱成像儀的響應波長應選擇在目標溫度對應的峰值輻射波長，

2、因?qū)摬ㄩL的光譜輻射出射度最大；當目標為擴展源目標時，響應波長宜選擇在目標溫度變化產(chǎn)生輻射出射度最大變化量對應的波長。2）大氣紅外透射窗口的利用）大氣紅外透射窗口的利用 在只考慮大氣分子吸收時，大氣在近紅外（0.781.0m）、短波紅外（1.02.5m）、中波紅外（35m）和長波紅外（814m）有4 個大氣紅外“透射窗口”。一般來說，波長越長，透射能力越好。3）紅外探測器響應光譜匹配）紅外探測器響應光譜匹配 熱成像儀使用的紅外探測器的響應光譜只要與中波和長波紅外大氣窗口匹配即可，滿足該要求的有碲鎘汞、銻化銦、硒化鉛、硫化鉛、鍺摻金汞、硅摻鎵、測輻射熱計、熱釋電探測器等。碲鎘汞、銻化銦紅外探測

3、器制冷至液氮溫度時性能可達到背景限，因此成為制冷型熱成像儀使用的主流探測器。測輻射熱計和熱釋電探測器在室溫下具有良好的性能且穩(wěn)定性好，是非制冷熱成像儀使用的主流探測器。5 種掃描成像模式種掃描成像模式 常用的成像模式有串掃、并掃、串-并掃（包括光機串掃-電子并掃）、凝視（電子掃描）、微掃描（光學機械-電子掃描）等5種。在實際工程實踐中，實現(xiàn)并掃或串-并掃型熱成像儀的技術條件和基礎有較大差別。 光電子和微電子技術基礎較差時，采用串掃成像或串-并掃成像模式方案的技術門檻較低。當串-并掃成像模式發(fā)展成電子學串掃和光學機械并掃相結合的成像時，就成為第二代TDI 紅外焦平面探測器。國外第二代紅外成像技術

4、的特點國外第二代紅外成像技術的特點1）搜搜索、觀瞄、火控系統(tǒng)應用的熱成像儀以掃索、觀瞄、火控系統(tǒng)應用的熱成像儀以掃描型為描型為主主。2）碲碲鎘汞技術仍是主流的探測器技鎘汞技術仍是主流的探測器技術術。3）紅紅外成像制導系統(tǒng)以凝視型為主外成像制導系統(tǒng)以凝視型為主國國內(nèi)紅外成像技術的特點內(nèi)紅外成像技術的特點 在民用領域，紅外成像系統(tǒng)廣泛應用于消防、電力、建筑、安防等領域。我國紅外熱像儀在這些行業(yè)的應用還處于起步階段，發(fā)展空間巨大。 目前，我國民用紅外熱像儀的供應商不多，具有較強的獨立研發(fā)實力(包括系統(tǒng)電路與圖像處理算法并能實時實現(xiàn)等)與自主知識產(chǎn)權的國內(nèi)民用生產(chǎn)企業(yè)有若干家。需要繼續(xù)發(fā)展企業(yè)的研發(fā)實力提高品牌影響力。 現(xiàn)階段，我國紅外成像系統(tǒng)及圖像處理技術正處于蓬勃發(fā)展的黃金階段。雖然我們與國外先進技術存在著差距，這是挑戰(zhàn)，也無疑是孕育創(chuàng)新研究成果的強大動力。 廣闊的市場需求將進一步推動新概念探測器的研制、高性能圖像處理功能與實時系統(tǒng)的設計；跨學科方向的交叉發(fā)展也將開