跨入二十一世紀(jì)以來(lái),紅外熱攝像技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)歷了三十多個(gè)年頭。其發(fā)展已從當(dāng)初的機(jī)械掃描機(jī)構(gòu)發(fā)展到了目前的全固體小型化全電子自掃描凝視攝像,特別是非致冷技術(shù)的發(fā)展使紅外熱攝像技術(shù)從長(zhǎng)期的主要軍事目的擴(kuò)展到諸如工業(yè)監(jiān)控測(cè)溫、執(zhí)法緝毒、安全防犯、醫(yī)療衛(wèi)生、遙感、設(shè)備先期性故障診斷與維護(hù)、海上救援、天文探測(cè)、車(chē)輛、飛行器和艦船的駕駛員夜視增強(qiáng)觀察儀等廣闊的民用領(lǐng)域。
mA>u6Rlc gN/6%,H} 紅外熱攝像技術(shù)的發(fā)展速度主要取決于紅外探測(cè)器技術(shù)取得的進(jìn)展。三十年來(lái),紅外探測(cè)器技術(shù)已從第一代的單元和線
陣列發(fā)展到了第二代的二維時(shí)間延遲與積分(TDI)8~12μm的掃描和3~5μm的640×480元InSb凝視陣列,目前正在向焦平面超高密度集成探測(cè)器元、高性能、高可靠性、進(jìn)一步小型化、非致冷和軍民兩用技術(shù)的方向發(fā)展,正在由第二代陣列技術(shù)向第三代微型化高密度和高性能
紅外焦平面陣列技術(shù)方向發(fā)展。
OMVK\_oXo zeG_H}[2& 1 發(fā)展現(xiàn)狀
tgB\;nbB Q,z^eMk'd: 1.1 超高集成度的焦平面探測(cè)器像元
^+zhzfJ 1dahVc1W 像可見(jiàn)光
CCD之類(lèi)的攝像陣列一樣,要提高系統(tǒng)成像的分辨率和目標(biāo)識(shí)別能力,大幅度地提高系統(tǒng)焦平面紅外探測(cè)像元的集成度是一種重要的途徑。各公司廠家都在盡力增加焦平面陣列的像元數(shù),發(fā)展各種格式的大型或特大型紅外焦平面陣列。
U k*HRudt Y]gb`z$? 在1~3μm的短波紅外(SWIR)焦平面陣列方面,由于多年來(lái)的軍用都集中在中波紅外(MWIR)和長(zhǎng)波紅外(LWIR)波段,因而SWIR焦平面陣列技術(shù)的發(fā)展受到忽略,但由于這個(gè)波段的許多應(yīng)用是MWIR和LWIR應(yīng)用達(dá)不到的,因而近幾年來(lái)加快了對(duì)SWIR焦平面陣列技術(shù)的發(fā)展步伐,目前的陣列規(guī)模已達(dá)到2048×2048元(400萬(wàn)元)。
3G)Wmmh"a YFY$iN~B, ·InGaAs紅外焦平面陣列:雖然實(shí)現(xiàn)短波紅外熱攝像的候選材料要求低溫冷卻工作,而且HgCdTe襯底失配率高,暗電流也高,唯有In0.53Ga0.47As的晶格常數(shù)與InP相同,暗電流密度低達(dá)3×10-8A/cm2,R0A>2×106Ω.cm2,D*>1013cmHz1/2W-1(室溫下),其光響應(yīng)峰值在0.9μm~1.7μm,可實(shí)現(xiàn)非致冷工作的高性能紅外焦平面陣列,其多年的
光纖通信工業(yè)應(yīng)用使其具有大批量生產(chǎn)的能力,因而幾年來(lái)日益受到重視,美國(guó)
傳感器無(wú)限公司在DARPA 和NVESD支持下正在加速發(fā)展這種非致冷的紅外焦平面陣列和攝像機(jī)技術(shù),其陣列尺寸已達(dá)到320×240元。