【摘 要】
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随着红外成像技术在军事、医疗、监控以及交通等方面应用的普及,红外成像技术至今仍是热门研究课题.本课题组提出了基于微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems,ME
【机 构】
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中国科学技术大学中国科学院材料力学行为和设计重点实验室,合肥230027
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随着红外成像技术在军事、医疗、监控以及交通等方面应用的普及,红外成像技术至今仍是热门研究课题.本课题组提出了基于微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS)和光学读出的非制冷红外成像技术,并采用了新型无基底双材料梁焦平面阵列(Focal Plane Array,FPA)提高了热响应灵敏度.光学读出系统中,傅里叶透镜和分光棱镜等光学元件会在FPA谱平面引入杂光光斑,有以下两个方面影响：1.FPA谱光强越大,系统的热响应灵敏度越高.但是由于CCD (Charge-coupl ed Device)成像芯片的动态范围有限,所接受到的光强不能超过其满量程,因此实验时都是以接近CCD满量程作为调节光源光强的标准.杂光的引入使得FPA谱所占的光强降低,因此不能最大限度的提高热响应灵敏度.2.杂光的不稳定性会引起额外的噪声.本文设计实验分析了各种杂光光斑产生的原因及所占比例,并提出用偏振光学读出系统代替原有的光学读出系统,即在光源处添加起偏器,用偏振分光棱镜代替原有分光棱镜,在FPA与观察窗之间添加四分之一波片,使得大部分杂光不能够到达CCD的接收靶面,FPA谱所占光强比例增加,因此使得热响应灵敏度理论上可提高约46.1％.偏正光检测实验结果显示,检测灵敏度比非偏光实验提高了约44％,与理论分析值接近.
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