光电成像原理与技.pptx

  红外成像技术 迄今为止国际上已经发展了三代红外探测器和红外成像技术。红外焦平面探测器的发展极大丰富了红外成像技术的内容，包括扫描、凝视、微扫描红外成像、中波、长波、短波红外成像、制冷、非制冷红外成像等。 红外热像仪   红外热像仪一般分为光机扫描热像仪和非光机扫描热像仪。以光机扫描红外热像仪为例，红外热像仪的的原理如下图所示： 红外/热成像仪工作波段的选择 1 最多利用红外辐射能量 利用大气红外透射窗口 红外探测器响应光谱匹配。 1）最多利用红外辐射能量 假设目标为黑体且为一个热点时，红外热成像仪的响应波长应选择在目标温度对应的峰值辐射波长，因对应该波长的光谱辐射出射度最大；当目标为扩展源目标时，响应波长宜选择在目标温度变化产生辐射出射度最大变化量对应的波长。 2）大气红外透射窗口的利用 在只考虑大气分子吸收时，大气在近红外（0.78～1.0μm）、短波红外（1.0～2.5μm）、中波红外（3～5μm）和长波红外（8～14μm）有4 个大气红外“透射窗口”。一般来说，波长越长，透射能力越好。 3）红外探测器响应光谱匹配 热成像仪使用的红外探测器的响应光谱只要与中波和长波红外大气窗口匹配即可，满足该要求的有碲镉汞、锑化铟、硒化铅、硫化铅、锗掺金汞、硅掺镓、测辐射热计、热释电探测器等。碲镉汞、锑化铟红外探测器制冷至液氮温度时性能可达到背景限，因此成为制冷型热成像仪使用的主流探测器。测辐射热计和热释电探测器在室温下具有良好的性能且稳定性好，是非制冷热成像仪使用的主流探测器。 5 种扫描成像模式 常用的成像模式有串扫、并扫、串-并扫（包括光机串扫-电子并扫）、凝视（电子扫描）、微扫描（光学机械-电子扫描）等5种。在实际工程实践中，实现并扫或串-并扫型热成像仪的技术条件和基础有较大差别。 光电子和微电子技术基础较差时，采用串扫成像或串-并扫成像模式方案的技术门槛较低。当串-并扫成像模式发展成电子学串扫和光学机械并扫相结合的成像时，就成为第二代TDI 红外焦平面探测器。 国外第二代红外成像技术的特点 1）有哪些信誉好的足球投注网站、观瞄、火控系统应用的热成像仪以扫描型为主。 2）碲镉汞技术仍是主流的探测器技术。 3）红外成像制导系统以凝视型为主 国内红外成像技术的特点 在民用领域，红外成像系统广泛应用于消防、电力、建筑、安防等领域。我国红外热像仪在这些行业的应用还处于起步阶段，发展空间巨大。 目前，我国民用红外热像仪的供应商不多，具有较强的独立研发实力(包括系统电路与图像处理算法并能实时实现等)与自主知识产权的国内民用生产企业有若干家。需要继续发展企业的研发实力．提高品牌影响力。 现阶段，我国红外成像系统及图像处理技术正处于蓬勃发展的黄金阶段。虽然我们与国外先进技术存在着差距，这是挑战，也无疑是孕育创新研究成果的强大动力。 广阔的市场需求将进一步推动新概念探测器的研制、高性能图像处理功能与实时系统的设计；跨学科方向的交叉发展也将开拓崭新的应用领域，创造巨大的经济价值。把握我国红外成像及其图像处理技术的发展方向与脉络，制定研究与发展策略，对今后的工作具有重要的指导意义。