第三代成像传感器系统概念

第二代前视红外传感器已开始在战场上使用,这种传感器不是基于采用平行扫描和时间延迟与积分技术的长波红外(8 μm-12μm)HgCdTe探测器,就是基于中等规模(640×480元)的中波红外(3μm-5 μm)InSb凝视探测器.根据目前的研究与发展工作,科技界已把其注意力转向对未来第三代前视红外传感器的定义上.已建模的第三代传感器性能超过第二代传感器,这使得第三代传感器在未来的战场上具有更强的杀伤力和存活力.本文介绍关于第三代传感器的设想以及对第三代焦平面列阵探测器的要求.现已区分出三类传感器.高性能传感器将包含一个兆元数或者更大的列阵,并且至少具有两种颜色.更高的操作温度将也是这里的目标,因此,可以减小系统的功耗和重量.本文还设想了一种高性能的非致冷型传感器,其某些方面的性能介于第一代和第二代致冷型探测器之间,但其成本、重量和功耗却要小得多.最终的第三代传感器是一种成本很低的微型传感器.由于其体积小,重量轻,成本低,这种传感器将开辟一个全新的红外市场.未来无人管理的一次性使用的传感器、微型无人驾驶飞机以及装在头盔上的红外摄像机便属于这类新成果.     

集成电路铁电红外探测器

铁电材料既可以用来制作供集成电路存储器用的电容器，又可以用来制作非致冷红外成像器(焦平面列阵、夜视仪)．薄膜陶瓷铁电体的效用是最大的，但现有的铁电材料存在制作困难和性能有限等问题．     

红外成像器 美国专利US7247850（2007年7月24日授权）

本发明提供一种可用来探测光学系统视场中场景的红外辐射并将红外辐射转换成可见光图像的红外成像器。该红外成像器由位于光学系统焦平面中的一个非致冷微测辐射热计列阵和一个发光二极管或液晶显示元件列阵组成。其工作原理是，微测辐射热计收集到的红外辐射使其电输出发生变化，     

非致冷微热辐射计敏感器的多种用途（上）

美国洛克希德马丁红外成像系统公司正在研制既可用于军事应用又可用于商业应用的低成本、高性能、非致冷红外成像产品,这些产品均基于一种微热辐射计技术,即一种将晶片级硅工艺同一种能够产生优良成像性能的器件结构相结合的硅微切削敏感器。本文介绍几种正在使用洛克希德马丁公司的微热辐射计敏感器的应用。为了确定敏感器装入军用商用产品 能力,已对我们的基本非致冷敏感器的性能进行了装入军用和商用产品后的能力,已对我们的     

非致冷微测辐射热探测器的最新研制状况

为了满足广泛的热成像应用的需要,人们正在研制非致冷型红外焦平面列阵.消防、日常维修、生产过程的控制和温度记录只是热成像技术在工业上的一小部分应用,它们都将得益于非致冷型红外探测器。因此,人们已研究出一种像元间距为35μm的非致冷型红外探测器工艺,利用这种工艺可以生产高性能的160×120元和384×288元列阵,除此之外,为了满足生产流程控制和更为精确的炉温控制等工业应用的要求,一种像元间距为45μm的320×240元非致冷型宽带探测器也已研制成功。法国ULIS公司的非晶硅工艺技术很适合用来大量生产低成本的探测器,本文先简单介绍微测辐射热计工艺技术的背景,然后对像元间距为35μm的探测器以及像元间距为45μm的320×240元宽带红外焦平面列阵进行表征。     

红外成像应用

非致冷红外焦平面列阵的批量制造,正在促使其价格下跌并扩大其应用范围。     

非致冷红外焦平面阵列用探测材料

非致冷红外焦平面阵列以其高密度、高性能和低成本,成为当前红外热成像技术的研究重点;而探测材料是非致冷红外焦平面阵列的基础。本文重点介绍了目前比较成功的三类非致冷红外焦平面阵列——热电堆型、热敏电阻型和热释电型,在开发过程中所采用的各种探测材料。     

非致冷红外焦平面热成像技术的进展

近年来，非致冷红外在像技术的研究和开发一直是热成像领域最令人关注的焦点之一，其在军事及民用领域的应用受到国内外的高度重视。本文综述了非致冷红外焦平面热成像技术的4种技术途径应用，并简要地论述了我国非致冷红外焦平面热成像技术的现状和发展途径。     

用于热红外推帚式成像的512×3元非致冷焦平面列阵

计划中用以执行地球和行星观测任务的热红外成像仪器越来越多．并入这些仪器的非致冷微测辐射热计技术给这些仪器带来了尺寸、重量和功耗方面的优势，这些优势有利于执行小卫星任务，对于微型卫星和纳米卫星来说则更是必不可少的条件．加拿大海洋研究所和标准协会已研究成功一种独特而通用的加拿大微测辐射热计工艺技术．最近，他们用这种技术研制成一个非致冷焦平面列阵以满足基于卫星的热红外成像的特殊要求．列阵由三行并行的像元构成，每行有512个像元，像元的间距为39um。为了实现在片像元偏差校准并提高对电路小片温度变化的不敏感性，每个像元都包含着有源探测器和参考探测器．读出电路以并行方式对每一个像元进行积分，从而消除了其本身的偏差和低频噪声，并提供14bit的数字输出。一种用以操作512×3元焦平面列阵并使其采集数据的紧凑型电路插件装置已设计并制成．它被装在一个75mm×75mm×50mm的封壳中，其功耗为3．75w．     

基于AVR的非致冷探测器温控系统的设计

非致冷焦平面热成像系统由于自身的众多优点,在诸多军事和民用领域都具有广泛的应用.作为当前红外成像领域的研究热点,非致冷焦平面的工作温度特性在很大程度上决定了非致冷探测器的成像质量.为了满足快速、稳定和数字化的系统要求,采用AVR单片机对非致冷探测器的温度系统进行控制,通过调节单片机内部比例积分校正网络参数,提高了非致冷...     

装在头盔上的被动和主动式红外成像系统

本发明提供一种装在头盔上的被动/主动式红外成像系统,它包括一个被动式红外摄像机。被动式红外摄像机内装有一个可拆卸的窄带滤光片盖、一个物镜、一个分束器、一个非致冷焦平面列阵、一块接口板和一个液晶显示器。它装在头盔的正面,具有前后、上下和倾斜调节功能,它可以将红外图像转换成电子信号。非致冷焦平面列阵与显示器之间的电子部件内有一个控     

非致冷红外传感器

本发明提供一种非致冷红外传感器,它包括一个光学元件、一个焦平面列阵和一个焦平面列阵处理器。工作时,光学元件接收电磁辐射并将电磁辐射聚焦到焦平面列阵上;焦平面列阵接收入射在它上面的电磁辐射,并将它们转换成传感信号,然后再将传感信号输出给焦平面列阵处理器;焦平面列阵处理器对传感信号进行增益和偏差校正,然后将它们输出给显示处理器,显示处理器再将这些经过校正的信号转换成适合显示器显示的视频信号。     

红外技术与应用XXXII

51.让量子红外探测器工作于室温的一种新方法（V．Garber等,以色列D．C．Sirica公司） 52．高灵敏度非致冷型微悬臂红外成像列阵（S．R．Hunter等,美国多光谱成像公司） 53．利用双料微悬臂列阵进行非致冷成像（N．V．Lavrik,美国Oak Ridge国立实验室）     

21世纪最具影响力的军事技术（1）

非致冷红外焦平面成像技术 长期以来，热成像系统的高昂成本一直是阻碍它被广泛应用的主要原因。令人欣喜的是，近年来在第二代热成像系统的快速发展进程中，这一僵局已被采用非致冷焦平面阵列(UFPA)的热成像系统所打破，其低成本和可接受的性能。正在军用和民用市场上大展拳脚。目前实用的非致冷焦平面阵列成像技术，依照所采用的不同探测器，     

CMOS成像器用深红外光电二极管

基于半导体的成像器有许多种类型,其中包括CCD、光电二极管列阵、电荷注入器件以及混成焦平面列阵。CCD常被用于图像获取,特别是小尺寸成像     

已提高温度稳定性和降低固定图形噪声的红外探测器列阵

美国专利US6583416 (2003年6月24日公布) 同光电探测器相比,热探测器具有无需致冷的优点。然而,目前这一代非致冷红外成像器在性能上与致冷型传感器相比还有很大的差距。这主要是由于非致冷型探测器的热隔离性能差和在探测过程中会引入噪声等造成的。     

红外摄像机用透镜

美国专利US7187505 (2007年3月6日授权)用于3μm～5μm和8μm～14μm红外谱区的非致冷焦平面列阵探测器的问世,已使得工作于这些谱区的红外成像仪的成本、重量和复杂程度大为降低。对于这些红外成像系统来说,剩余的高成本及重量问题便在它     

非致冷测辐射热计红外焦平面阵列

非致冷测辐射热计以其高性能和低价格 ,成为红外热成像技术新的研究热点。焦平面设计为桥式结构 ,器件制作采用微机械加工技术。文章介绍了该器件的设计、制作、性能和应用。     

为第三代红外系统选择探测器

为第三代热成像系统选择正确的探测器技术的决定直接产生于对这些系统的期望和要求。现已明确,第三代热成像器仍需要更高的分辨率以及进行多光谱探测和敏感偏振光的能力。本文分析四种可以选择的技术,它们是HgCdTe探测器、非致冷微测辐射热计、基于锑化物的材料和量子阱红外光电探测器。根据每种技术的成熟度、所冒的风险以及技术之间的差距,本文断言,量子阱红外光电探测器最适合非战略应用(非低背景状态)。从理论上来看,以三元和超晶格锑化物为基础的材料族是最佳选择对象,但考虑到其不够成熟的工艺以及所冒的风险,本文并未推荐这种材料。本文预料非致冷探测器将广泛进入低端和中端市场。由于源源不断的资金以及在战略上的重要性,HgCdTe探测器仍将不断取得进步。     

低成本微型传感器计划

低成本微型传感器计划的目标有两个。第一个目标是利用640×512规格的非致冷氧化钒(VO_x)焦平面研制并提供一种远距离红外传感器;第二个目标是利用160×128规格的氧化钒焦平面列阵研制一种可一次性使用的微型传感器。640×480规格的传感器用以执行远距离的监视和目标瞄准任务,是一种可重复使用的贵重仪器。160×120规格的传感器则是为要求微型化以及低成本和低功耗的应用而设计的,同时也是为一次性的军事应用而设计的。这种研究工作的目的是进一步降低非致泠红外传感器的成本,进一步减小它们的重量和功耗,提高它们的性能,从而提高它们在以前热成像技术从未涉及的军用和民用市场中的适用性。