红外成像技术中的9个问题

讨论了与红外成像技术密切相关的9个问题:红外/热成像仪工作波段的选择、三代红外/热成像技术的一般性区别、5种扫描成像模式的比较、国外第二代红外成像技术的特点、长波红外扫描型与中波红外凝视型焦平面探测器综合性能的比较、制冷和非制冷热成像技术的比较、非制冷红外焦平面探测器技术的比较、探测元尺寸与探测器规模、红外成像技术发展"代"的双重含义。     

铁电型非制冷红外焦平面探测器的斩波器设计

从铁电型非制冷红外焦平面探测器的工作要求和阿基米德螺旋线的定义出发,通过分析阿基米德螺旋线的物理意义,导出了确定多调制周期斩波器叶片形状的设计公式,给出了斩波器与探测器的大致位置关系,解决了斩波器设计的核心问题,对非制冷红外成像技术尤其是微扫描技术的发展具有重要意义.     

星载红外探测器温度控制系统的设计和应用

针对红外探测器需要在低温下工作,设计并实现了红外探测器温度控制系统。本设计采用了闭环反馈的控制方式,使用热电制冷的方法控制红外探测器工作温度。温控系统具有结构简单,速度快以及精度高和可靠性高等特点,满足了设计要求。并且对整个系统的工作状态进行了评估,对系统进行了误差分析。     

热释电PZT的薄膜材料物理与器件物理

1 引言 非制冷红外焦平面探测器,由于具有使用方便、室温工作、响应频谱宽、可低成本大批量生产等优点,可广泛地应用于工业、农业、环境、军事、医疗等领域。目前它正在受到人们的极大重视。非制冷红外焦平面探测器的核心结构是非制冷红外焦平面列阵,即芯片。美、     

红外探测器组件制冷参数分析

全面深入了解红外探测器组件制冷需求对促进红外探测器组件应用具有重要意义。本文详细分析了红外探测器组件应用中和斯特林制冷机相关的技术参数,主要有红外探测器组件外形尺寸、重量、红外探测器工作温度、制冷时间、输入功率、控温精度、机械噪声、环境适应性和可靠性等,并结合工程实际应用,指出了红外探测器组件应用中斯特林制冷机选型要重点关注的问题以及红外探测器组件制冷参数设计方法,为更好地应用红外探测器组件提供参考。     

非制冷红外探测器用热释电陶瓷材料研究进展

热释电材料是非制冷红外探测器的关键敏感材料之一。介绍了非制冷红外探测器用热释电材料的分类以及国内外研究现状,重点评述了介电模式工作的热释电陶瓷材料的研究进展,并指出了它的发展方向。     

288×4长波红外探测器关键驱动电路的设计

针对制冷型288×4长波焦平面红外探测器组件PLUTON LW K508的特点,设计了一个驱动模块,为探测器组件提供了时序与控制信号、模拟与数字电源、参考电平、制冷模式控制信号等。重点介绍了上电控制电路、GPOL电压产生电路、制冷模式控制电路等关键电路的设计原理与结构。实验结果表明,采集到的红外图像具有噪声低、精度高、稳定性强等特点。当探测器在293 K和353 K之间的黑体照射下,并且积分时间为19 μs时,整个红外图像采集系统采集到的图像噪声电压均值保持在0.4 mV以下。     

非制冷型InAsSb光电探测器及其应用

InAsSb是1种窄禁带超晶格材料，也是1种性能优良的红外探测器材料。本根据红外引信对目标识别的要求，首先将非制冷型InAsSb探测器与其它非制冷型探测器作一比较，然后具体分析4种InAsSb材料光电二极管的结构及性能，特别是各种因素对探测器性能的影响。     

288×4长波红外探测器关键驱动电路的设计

针对制冷型288×4长波焦平面红外探测器组件PLUTON LW K508的特点,设计了一个驱动模块,为探测器组件提供了时序与控制信号、模拟与数字电源、参考电平、制冷模式控制信号等.重点介绍了上电控制电路、GpoL电压产生电路、制冷模式控制电路等关键电路的设计原理与结构.实验结果表明,采集到的红外图像具有噪声低、精度高、稳定性强等特点.当探测器在293 K和353 K之间的黑体照射下,并且积分时间为19μs时,整个红外图像采集系统采集到的图像噪声电压均值保持在0.4 mV以下.     

480×6制冷长波红外探测器的测试

480×6制冷长波红外探测器是新一代光电装备的核心器件,其测试结果能为新一代光电装备提供设计参考数据.480×6制冷长波红外探测器需要至少9路模拟偏压和3路数字信号,才能正常工作.其模拟视频信号输出为16路信号.偏压精度不高或者采集通道之间微小的噪声差异会大大影响测试的精度.88μV的系统电噪声会对D*值带来13.8%的误差.设计了低噪声的480×6长波制冷红外探测器的测试接口电路,编制探测器工作所需要的模拟偏压和数字时序信号,采用4路低噪声采集模块采集探测器4路输出的30×120的图像.编程读出SAS系统*.srs测试文件中的测试数据,对像元进行排序,得到120×120的图像.重复4次,得到480×120的图像.首次完成了480×6制冷长波红外探测器的测试,其D*测试结果为2.726×1011Jones,与3年前的测试结果只有13.8%的偏差.     

半导体致冷器与探测器杜瓦瓶钎焊的实验研究

本文论述了四级微型半导体致冷器与红外探测器金属杜瓦瓶的钎焊方法。实验证明:预先在致冷器底面和杜瓦瓶底座挂上钎料,采用钎剂和保护气体加热钎焊,可降低加热温度,提高钎焊质量;采用快速冷却可大大减小由于长时间热滞所导致致冷器性能的下降,从而为半导体致冷的红外探测器提供了最佳的组装方法和实验参考。     

基于FPGA的短波红外探测器配置方法研究

针对InGaAs短波红外探测器的配置需求,提出并设计了基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的短波红外探测器配置方法。以FPGA作为核心处理器,利用VHDL语言实现了短波红外探测器的配置功能。通过RS-232接口,可与上位机进行通信和在线发送及调整探测器输出数据的顺序等参数,并通过指令切换探测器的积分之后读出(Integrate Then Read,ITR)工作模式和积分同时读出(Integrate While Read,IWR)工作模式。实际应用表明,本文的配置方法能够使短波红外探测器正常工作,能够灵活调整工作模式和配置参数,满足短波红外探测器的实际应用需要。     

热释电探测器外电路的抗干扰设计

通过对激光光斑测量热释电探测器外电路的研究,结合热释电探测器的工作原理,深入分析了出现干扰的原因,并设计出热释电探测器的抗干扰外电路.试验验证了该电路既可以减少光热电转换中的干扰,又能够提高信号输出幅度和信噪比,从而提高了系统的测量精度.     

非制冷焦平面热像仪温度控制设计

在分析法国ULIS公司生产的320×240长波红外非制冷微测辐射热计焦平面阵列探测器UL01011技术参数的基础上,论述了微测辐射热计非制冷红外焦平面热像仪温度控制的必要性,指出了温度控制设计的实质。并讨论了单片机、线性模式单芯片热电制冷器控制器和开关模式单芯片热电制冷器控制器温控方案的优缺点。提出了使用AD公司生产的全新单芯片热电制冷器控制器ADN8830的温控设计方案,以该芯片为核心设计出适合320×240长波红外非制冷微测辐射热计焦平面阵列探测器UL01011的温度控制电路,该电路能够把焦平面阵列温度变化控制在30±0.01℃范围内,使探测器工作在最佳温度。该方案功耗低、效率高、体积小,是一种较好的温控设计方案。     

A Four-Quadrant Operation Diagram for Thermoelectric Modules in Heating–Cooling Mode and Generating Mode

The operation of a thermoelectric module in heating–cooling mode, generating mode, and regenerating mode can be discussed in terms of power, cooling load, and current. A direct current machine in motoring mode and generating mode and an induction motor in motoring mode and regenerating mode are analogous to thermoelectric modules. Therefore, the first objective of this work is to present the four-quadrant (4-Q) operation diagram and the 4-Q equivalent circuits of thermoelectric modules in heating–cooling mode and generating mode. The second objective is to present the cooling and regenerating curves of a thermoelectric module in cooling mode and regenerating mode. The curves are composed from the cooling powers and the generating powers, the input and output current, the thermal resistance of the heat exchanger, and the different temperatures that exist between the hot and cold sides of the thermoelectric module. The methodology used to present the data involved drawing analogies between the mechanical system, the electrical system, and the thermal system; an experimental setup was also used. The experimental setup was built to test a thermoelectric module (TE₂) in cooling mode and regenerating mode under conditions in which it was necessary to control the different temperatures on the hot and cold sides of TE₂. Two thermoelectric modules were used to control the temperature. The cold side was controlled by a thermoelectric module labeled TE₁, whereas the hot side was controlled by a second thermoelectric module labeled TE₃. The results include the power, the cooling load, and the current of the thermoelectric module, which are analogous to the torque, the power, the speed, and the slip speed of a direct current machine and an induction motor. This 4-Q operation diagram, the 4-Q equivalent circuits, and the cooling and regenerating curves of the thermoelectric module can be used to analyze the bidirectional current and to select appropriate operating conditions in the cooling and regenerating modes.     

A 2 Gbps to 12 Gbps Wide-Range CDR with Automatic Frequency Band Selector

The need for wide-band clock and data recovery(CDR) circuits is discussed.A 2 Gbps to 12 Gbps continuous-rate CDR circuit employing a multi-mode voltage-control oscillator(VCO),a frequency detector,and a phase detector(FD&PD) is described.A new automatic frequency band selection(FBS) without external reference clock is proposed to select the appropriate mode and also solve the instability problem when the circuit is powering on.The multi-mode VCO and FD/PD circuits which can operate at full-rate and half-rate modes facilitate CDR with six operation modes.The proposed CDR structure has been modeled with MATLAB and the simulated results validate its feasibility.     

激光束在红外探测器焦平面聚焦特性研究

基于非致冷式焦平面红外热像仪,数值模拟了红外激光光束经过长距离传输后,在焦平面处的聚焦特性．比较了平顶模和高斯模,在焦点处的能流分布,以及照射光线同热像仪光轴不一致时,聚焦光斑在焦平面处的强度分布．     

陷阱探测器温控装置的设计

陷阱探测器是太阳光谱辐照度仪中的核心部件,其响应率会随温度变化,为了保证在野外大温度范围内太阳光谱辐照度的长期高精度观测,需要对其进行自动的温度控制。提出了使用半导体制冷器(TEC)来进行温控的方法,分别设计了基于DSP和基于ADN8830两种温控电路来实现TEC的驱动控制,基于DSP的方法使用数字温度传感器DS18B20作为温度传感器,通过开关-PID算法产生控制信号来驱动TEC,基于ADN8830的方法使用热敏电阻作为温度传感器,采用内部的集成算法来进行温度控制。通过实验对两种温控电路的效果进行了比较测试,结果表明,相较于基于DSP的方法,基于ADN8830的温控方法简单且效率高,能够在-10℃～40℃的范围内,快速、有效地控制陷阱探测器的温度,使其稳定工作在25±0.12℃的范围内。