短波红外高光谱成像仪背景辐射特征研究

短波红外InGaAs探测器功能简析

红外线是波长介于微波与可见光之间的电磁波，波长在0.75～1000μm之间，其在军事、通讯、探测、医疗等方面有广泛的应用。

目前对红外线的分类还没有统一的标准，各个专业根据应用的需要，有着自己的一套分类体系。

一般使用者对红外线的分类为（1）近红外(NIR, IR-A DIN)：波长在0.75～1.4μm；（2）短波红外(SWIR, IR-B DIN)：波长在1.4～3μm；（3）中波红外(MWIR, IR-C DIN)：波长在3～8μm；（4）长波红外(LWIR, IR-C DIN)：波长在8～15μm；（5）远红外(FIR)：波长在15～1000μm。

根据Maxwell电磁方程，红外线在空气等物质内部和界面传播会发生吸收、反射和透射等，其中吸收是影响传播的最主要因素。

空气中的一些气体分子如CO2、H2O等有着与其物质分子结构相对应的特征吸收谱线，对某些波长的红外线产生强烈地吸收，而对另外一些红外线则不产生吸收，从而表现出很高的透射率。

大气中对红外辐射吸收比较少的波段称为“大气窗口”，主要包括三个：1～3μm，3～5μm，8～14μm，图1描述了红外线在大气中传播的透射曲线。

红外探测器从1800年英国W. Herschel发现红外线到现在已有二百多年历史。

人们通过不断地技术开发和创新，使红外应用从军事国防迅速朝着资源勘探、气象预报、环境监测、医学诊治、海洋研究等关系到国计民生的各个领域扩展。

在这些应用中红外探测又显得特别重要，因为要更好地研究红外线必须先对其进行探测。

理论上任何形态的物质只要在红外辐射作用下发生某种性质或物理量的变化，都可以被用来进行红外探测。

目前来说按照工作机理不同, 红外探测器常被分为热探测器和光子型探测器。

热探测器利用红外光的热效应及材料对温度的敏感性来测量红外辐射，其原理是热敏材料吸收红外光后温度升高，利用材料的温度敏感特性将温度的变化转变为电信号。

目前主要利用温差电效应、热释电效应、金属、气体等热胀冷缩现象、超导体在Tc附近升高温度电阻急剧变化等等。

成像光谱仪特点

成像光谱仪特点
成像光谱仪的主要特点如下：
1、高光谱分辨率：成像光谱仪能够获取地表物体的高光谱分辨率数据，这意味着它能够提供比传统遥感器更详细的地物光谱信息。

这使得成像光谱仪在识别和分析地表物质方面具有更高的精度和灵敏度。

2、多光谱成像：成像光谱仪通常具有多个光谱通道，每个通道覆盖不同的光谱范围。

这使得它能够同时获取地表物体的多个光谱信息，从而提供更全面的地物特征。

3、高空间分辨率：成像光谱仪通常具有较高的空间分辨率，这意味着它能够获取地表物体的详细形状和结构信息。

这使得成像光谱仪在地质调查、环境监测、城市规划等领域具有广泛的应用前景。

4、实时数据处理：成像光谱仪通常配备有实时数据处理系统，能够实时处理和分析获取的光谱数据。

这使得成像光谱仪在实时监测和预警方面具有较高的应用价值。

短波红外成像原理

短波红外成像原理一、红外线红外线（Infrared，简称IR）是波长介乎微波与可见光之间的电磁波，其波长在760nm至1mm之间，是波长比红光长的非可见光，对应频率约是在430 THz到300 GHz的范围内。

室温下物体所发出的热辐射多都在此波段。

01一般使用者分类近红外线（NIR, IR-A DIN）：波长在 0.75 － 1.4 微米，以水的吸收来定义，由于在二氧化硅玻璃中的低衰减率，通常使用在光纤通信中。

在这个区域的波长对影像的增强非常敏锐。

例如，包括夜视设备，像是夜视镜。

短波长红外线（SWIR, IR-B DIN）：1.4 － 3 微米，水的吸收在 1,450 nm显著的增加。

1,530 至 1,560 nm是主导远距离通信的主要光谱区域。

中波长红外线（MWIR, IR-C DIN）：也称为中红外线：波长在 3 － 8 微米。

被动式的红外线追热导向导弹技术在设计上就是使用 3 － 5 微米波段的大气窗口来工作，对飞机红外线标识的归航，通常是针对飞机引擎排放的羽流。

长波长红外线（LWIR, IR-C DIN）：8 － 15 微米。

这是”热成像”的区域，在这个波段的感测器不需要其他的光或外部热源，例如太阳、月球或红外灯，就可以获得完整的热排放量的被动影像。

前视性红外线（FLIR）系统使用这个区域的频谱。

，有时也会被归类为”远红外线”远红外线（FIR）：50 － 1,000 微米（参见远红外线激光）。

PS：NIR和SWIR有时被称为“反射红外线”，而MWIR 和LWIR有时被称为”热红外线”，这是基于黑体辐射曲线的特性，典型的’热’物体，像是排气管，同样的物体通常在MW的波段会比在LW波段下来得更为明亮。

02感测器回应分类可以依不同感测器可侦测的范围来分类：近红外线：波长范围为 0.7 至 1.0 µm（由人眼无法侦测的范围到硅可响应的范围）短波红外线：波长范围为 1.0 至 3.0 µm（由硅的截止频率到大气红外线窗口的截止频率），InGaAs范围可以到1.8 µm，一些较不灵敏的铅盐也可侦测到此范围。

成像光谱仪光谱与辐射定标

成像光谱仪光谱与辐射定标成像光谱仪是一种光学仪器，可以同时获取被观测物体在不同波长范围内的光谱信息，并通过对光谱进行处理和分析来获取被观测物体的信息。

光谱是根据不同波长的光分量组成的，通过光谱分析，可以得到被观测物体的化学成分、温度、密度等信息。

成像光谱仪的光谱定标是指对光谱仪进行标定，建立光谱与辐射之间的关系。

光谱与辐射的关系可以描述为辐射强度随波长的变化。

通常，光谱定标需要先收集一系列已知辐射强度的光源，然后通过测量这些光源的光谱，建立光谱与辐射强度之间的定标曲线或关系模型。

光谱定标的目的之一是确保成像光谱仪的测量结果准确可靠。

光谱仪的测量结果会受到仪器本身的光学性能、检测器的响应特性等因素的影响。

通过光谱定标，可以排除这些因素的影响，使测量结果更加准确。

光谱定标还可以提供光谱校准的功能。

光谱仪的光谱范围通常是通过光栅或棱镜进行波长分离的，而光栅或棱镜的波长划分是有限的，存在一定的误差。

通过光谱定标，可以准确地知道每个波长点的对应辐射强度，从而校准光谱仪的波长分辨率。

光谱定标的方法有多种，常见的方法包括使用标准光源、黑体辐射源、大气窗口等。

标准光源是一种已知辐射强度和波长的光源，通过测量标准光源的光谱，可以建立光谱与辐射强度之间的定标关系。

黑体辐射源是一种热辐射源，通过测量黑体辐射源的辐射光谱，可以建立光谱与辐射强度之间的关系。

大气窗口是指大气层中透过的波长范围，通过测量大气窗口内的光谱，可以进行大气校正，提高光谱测量的准确性。

光谱定标的过程中还需要考虑一些因素。

例如，光谱仪的响应特性和漂移情况。

光谱仪的响应特性是指光谱仪对不同波长光的检测效率，测量时需要对不同波长的光谱进行响应修正。

漂移是指光谱仪在使用过程中可能出现的性能变化，需要定期进行校正和维护。

光谱与辐射定标是成像光谱仪中非常重要的一环。

准确的光谱定标可以提高光谱测量的准确性和可靠性，进而对被观测物体进行准确的分析和识别。

在实际应用中，不同的光谱定标方法和策略可以根据具体的测量需求进行选择和优化，以得到最佳的测量结果。

短波红外光谱成像在医学上的应用研究

短波红外光谱成像在医学上的应用研究短波红外光谱成像（shortwave infrared (SWIR) imaging）的发展已经吸引了越来越多的人的关注，尤其在医学领域。

SWIR光谱成像技术可用于无创检测、肿瘤诊断和治疗，这为医学研究和治疗带来了新的进展。

在本文中，我们将探讨SWIR 成像技术的原理、发展历程和在医学领域中的应用。

一、SWIR光谱成像技术的原理和发展SWIR光谱成像技术的原理是利用物质在不同波段的吸收、反射和散射等性质来获取图像信息。

SWIR波段范围为1-2.5微米，这些波段被称为“眼睛不可见”的区域，因此，这种技术不同于人眼对光的感知。

在这个波段中，可检测到物质分子的振动、拉伸和弯曲等特征，因此SWIR光谱成像技术可用于检测物质的组成和结构。

随着科技的发展，SWIR光谱成像技术也不断取得进步。

目前，该技术已经发展出多种成像技术，例如：全光谱成像、双波段成像、超分辨成像等。

二、SWIR光谱成像技术在医学领域的应用SWIR光谱成像技术的应用正在医学领域蓬勃发展。

它提供了一种采用无创手段检测生物组织的新方法，为实现肿瘤诊断和治疗提供了一定的帮助。

1、肿瘤诊断SWIR光谱成像技术被广泛应用于肿瘤诊断中。

该技术能够读取肿瘤处的光谱特征，并识别不同类型的肿瘤。

SWIR波段的成像能够突破磷酸盐的无法穿透的界限，并进入组织深处，达到更好的成像效果。

通过成像前和成像后的对比，可以非常明确、准确地看到肿瘤的增大或减小情况，进而评估肿瘤的治疗效果。

2、无创检测SWIR光谱成像技术可用于进行无创检测。

该技术可以通过人体皮肤和组织透过SWIR波来获取组织的信息。

因此，如果没有物理破坏组织，就可以进行组织检测。

通过这种全新的探测方式，SWIR光谱成像技术可以用于皮肤或腹部检测，并提供更为准确的成像结果。

3、治疗SWIR光谱成像技术还可以用于肿瘤治疗。

在治疗过程中，SWIR光谱成像技术提供了一种更好的监测手段。

短波红外成像光谱仪性能检测与定标装置

第37卷，增刊红外与激光工程2008年6月V ol.37SupplementInfrared and Laser EngineeringJun.2008收稿日期：2008-06-06作者简介：何志平（），男，江西新余人,助理研究员，主要从事光学系统设计、光电系统检测等方面的研究。

z @短波红外成像光谱仪性能检测与定标装置何志平，刘强，徐卫明，谢锋，舒嵘，王建宇(中国科学院上海技术物理研究所，上海200083)摘要：描述了短波红外成像光谱仪研制中所涉及的系统总体性能检测与定标装置。

短波红外成像光谱仪是一台基于棱镜-光栅-棱镜（PGP ）组合分光的、推帚式成像的航空成像光谱仪，其探测波段为1000～2500nm ，视场角为24°。

短波红外成像光谱仪的系统总体性能检测贯穿于仪器研制的全过程中，包括对仪器关键器件的测试，仪器的空间分辨率、视场角及内方位元素等总体指标的测试；短波红外成像光谱仪的定标包括实验室及外场的光谱及辐射定标，它们是仪器研制成功及深入应用的重要保证。

最后，介绍了仪器在实验室成像及航空实验成像状况。

关键词：短波红外；成像光谱仪；检测；定标中图分类号：TN21文献标识码：A文章编号：1007-2276(2008)增(红外)-0531-05Equipment of per for mance testing and calibration of shor twaveinfrared hyperspectral imagerHE Zhi-ping,LIU Qiang ，XU Wei-m ing,XIE Feng,SHU Rong,WANG Jian-yu（Shanghai Institute of Technical Physics ,Chines e Academy of Sciences ,Shanghai 200083,China ）Abstr act:The equipment and technique of performance testing and calibration that had involved in the development of Shortwave Infrared Hyperspectral Im ager (SWHI)was presented.The SWHI was an airborne pushbroom hyperspectral im ager based on Prism-Grating-Prism(PGP)taken as dispersing element,and its wavelength range was 1000～2500nm ，field of view is 24°，spectral channels is 128channels.The dispersing element is tested during the development of the SWHI,and the system performance was tested and calibrated,include spectral overlapping from different order,spatial resolution,spectral and radiation calibration,etc.Key wor ds:Shortwave ；Hyperspectral im ager ；Testing ；Calibration0引言光学成像技术和光谱技术是历史悠久而又应用广泛的两种光电技术，它们通过接收来自目标的光辐射，对目标进行分析和识别。

高性能的短波红外半导体光电探测器研究共3篇

高性能的短波红外半导体光电探测器研究共3篇高性能的短波红外半导体光电探测器研究1短波红外半导体光电探测器是一种能够检测0.9-2.5微米范围内的红外辐射的探测器。

该探测器具有响应速度快、信噪比高、灵敏度高等优点，广泛应用于安防监控、无人机导航、夜视设备等领域。

而如何提高短波红外半导体光电探测器的性能一直是研究领域关注的问题。

本文将重点探讨提高短波红外半导体光电探测器性能的关键技术。

1. 半导体材料半导体材料是短波红外半导体光电探测器中最重要的组成部分。

当前广泛使用的半导体材料有InGaAs、HgCdTe、InAs/GaSb等。

其中，HgCdTe是应用最广泛的材料之一，但是其制备成本较高，且需要满足高纯度要求，生长技术限制研究。

因此，研究人员也提出了其他材料的选择。

例如，InAs/GaSb由于其独特的能带结构，具有更好的性能。

通过合适的掺杂可以调节半导体材料的带隙，以得到不同响应波段的光电探测器。

2. 硅基短波红外探测器通常情况下，短波红外光电探测器使用的材料是HgCdTe和InGaAs。

但是，硅基短波红外探测器也被广泛研究。

硅基短波红外探测器使用先进的微电子工艺制造，可以实现光电探测器的微缩尺寸和集成化设计。

此外，硅基材料的价格相对较低，具有较高的生产工艺稳定性，克服了HgCdTe和InGaAs等材料的缺点。

虽然硅基材料光子能量低，但是它可以通过红外吸收增强层实现波长转换。

因此，硅基短波红外探测器在未来有望成为光电探测器中的新宠。

3. 外加电场和极化层在短波红外半导体光电探测器中，外加电场和极化层是提高光电转换效率和响应速度的最佳选择之一。

外加电场可以提高载流子产生和收集的速度，进而提高探测器的响应速度。

极化层则可以帮助将光子能量转移到载流子。

通过掺杂极化层，可以在探测器中形成更多的电荷的势能梯度，提高载流子的产生效率。

4. 低噪声前置放大器在实际的应用中，环境噪声对光电探测器的影响较大。

为了减少噪声影响，通常会采用低噪声前置放大器，以获得更高的信噪比。

短波红外、中波红外和长波红外探测系统的波段选择分析

该词可以理解为红外波段的热辐射成像。
不同波段的红外成像在成像机理方面存在肴筹异。在夜视条件Ｆ，中波红外ＭｗＩＲ（Ｍｅｄｉｕｍ
ＷａｖｅＩｎｆｒａｒｅｄ）和长波￣ｂＬＷＩＲ（ＬｏｎｇＷａｖｅＩｎｆｒａｒｅｄ）要靠目标ｎ身辐射成像，而短波红外
像。其成像过程如图２所示。这种成像机理上的差异必然带来红外图像上的差异，同时也会造成
应用上的差异，进而造成红外成像技术，特别是红外焦平面探测器技术发展的多样性引。
近年来，国内外针对多波段红外成像差异做了大量的研究，尤其是ＬＷｌＲ和ＭＷＩＲ的成像差异，例如Ｌｗ光谱的大气透过率Ｌ￣，ＭＷｍ的高；在设计红外双折射／衍射反远距光学系统中，ＬＷＩＲ和Ｍｗ两个波段的衍射效率明显不同。另外，ＬＷＩＲ和ＭＷＩＲ在红外探测器焦平面器件的光谱响应特性不同；ＳＷｌＲ和ＭＷＩＲ两个波段在探测器响应方面存在差异；Ｓｗ、ＭｗＩＲ和ＬＷＩＲ＿￣－个波段的探测器响应特性也不同【４］。尽
到能发射足够强的短波红外辐射时，短波红外成像又变成既接收目标ｒ］身发射，义接收景物反射
的短波红外辐射。而有人红外光源照明、依靠接收景物反射来的红外辐射信号成像的技术是
主动红外成像技术，包括一动长波红外成像、主动巾波红外成像和主动短波红外成像。

短波红外高光谱成像仪背景辐射特征研究

摘要：文章指出背景辐射对短波红外高光谱成像仪辐射精度、信噪比是有影响的．出了色散型短波红外光谱仪的给背景辐射定量计算模型，分析了温度及温度变化与辐射精度的关系，并通过实验数据进行了验证．在背景辐射特征分析的基础上，分析总结了小相对孔径冷屏、高精度温控、光学、冷经常性标定等几种减小背景辐射影响的措施．本
ｍｅｈｄｆｒｄｃｎｈｆｕｎｅｏａｋｒｕｄｒｄａｉｎｗｒｕｔｏｓｏｅｕｉｇｔｅｉｌｅｃｆｂｃｇｏｎａｉｔｅｅｓｍｍａｚｄ，ｓｃｓｃｌｈｅｄｏｍａ１ｒｌｔｅａｅｔｒ，ｎｏｉｒｅｕｈａｏｄｓｉｌｆｌｅａｉｐｒｕｅｓｖ
ｎｉｅｒｔｏｌｅａｆｃｅｙｔｅｂｃｇｏｎａｉｔｎｏｓａｉｃｕｄｂｆｅｔｄｂｈａｋｒｕｄｒｄａｉ．Ｔｅｑａｔｉｄｃｍｐｔｇｍｏｅｆｂｃｇｏｎａｉｔｎｏｉｏｏｈｕｎｉｅｏｕｉｄｌｏａｋｒｕｄｒｄａｉｆｄｓｆｎｏ — ｐｒｉｅＳＩｈｐｒｐｃｒｍａｅｉｅ．ＴｅｒｌｔｎｈｐｂｔｅｎｔｅｔｍｐｒｔｒｎｅｒｄｏｔｉｃｕａｙｉａａｅｓｖＷＲｙｅｓｅｔａｉｇｒｉｇｖｎｈｅａｉｓｉｅｗｅｈｅｅａｕｅａｄｔａｉｍｅｒａｃｒｃｓｎ－ｌｓｏｈｃｌｚｄ，ｗｈｃｓｄｍｏｓｒｔｄｂｘｅｍｅｔ．Ｂａｅｎｔｅａａｙｉｏｅｃａａｔｒｔｓｏａｋｏｎａｉｔｎ，ｅｅａｙｅｉｈｗａｅｎｔａｅｙｅｐｒｎｓｉｓｄｏｎｌｓｓｆｈｈｒｃｅｉｉｆｃｇｕｄｒｄａｉｈｔｓｃｂｒｏｓｖｒｌ

红外高光谱成像技术原理及应用

红外高光谱成像技术原理及应用红外高光谱成像技术原理及应用近年来，红外高光谱成像技术作为一种先进的无损检测手段，得到了广泛的应用和研究。

它利用物质在红外波段的特征吸收谱，结合高分辨率光学成像系统，实现了对物体内部组分的非破坏性、无接触式的快速检测，为工业生产和科学研究提供了有力的技术支持。

红外高光谱成像技术的原理主要基于物质在红外波段的吸收和反射特性。

红外光谱波段范围广泛，一般可分为短波红外（SWIR）、中波红外（MWIR）和长波红外（LWIR）。

不同波段的红外光波与物质分子之间的相互作用不同，因此对不同物质的探测有着不同的应用。

红外高光谱成像技术通过红外摄像机和光谱仪的组合，实现了对红外辐射能量的高精度测量。

首先，红外辐射能量通过光学系统进入光谱仪，被分散成不同波长的光谱成分。

然后，红外摄像机将不同波长的红外光谱图像进行捕捉。

最后，通过计算和图像处理技术，获得物体的高光谱图像，实现对物体内部组分的定量分析和成像。

红外高光谱成像技术在农业、环境监测、医学、材料科学等领域有着广泛的应用。

在农业领域，红外高光谱成像技术可以用于作物病害的早期检测和品质评估。

通过对作物的红外光谱成像，可以及早发现作物的生理异常和病害，提前采取措施进行治疗和防护。

在环境监测中，红外高光谱成像技术可以用于检测地下水和大气中的污染物，帮助环保部门及时发现和治理环境问题。

在医学领域，红外高光谱成像技术可以用于肿瘤的早期诊断和治疗效果的评估。

通过对人体组织红外光谱图像的分析，可以发现异常组织区域，并提供有针对性的治疗方案。

在材料科学中，红外高光谱成像技术可以用于材料的表征和质量控制。

通过对材料红外光谱图像的分析，可以实现对材料成分和结构的定量分析和检测。

红外高光谱成像技术的发展为无损检测领域带来了新的机遇和挑战。

随着红外成像技术的不断创新和进步，红外高光谱成像技术将在更多领域得到应用，并发挥出更大的作用。

同时，如何提高红外高光谱成像技术的分辨率、准确性和实时性，以及如何应对复杂环境下的干扰和噪声问题，也是当前亟待解决的问题。

成像光谱仪光谱与辐射定标

成像光谱仪的光谱定标和辐射定标的目的是为了确定
遥感传感器的波段中心波长和带宽，以及光谱响应函数，并监测仪器性能的变化，相应调整定标参数。

光谱定标是通过各种标准辐射源，在不同波谱段建立成像光谱仪入瞳处的光谱辐射亮度值与成像光谱仪输出的数
字量化值之间的定量关系。

具体来说，它是在仪器运行之后，还需要定期定标，以监测仪器性能的变化，相应调整定标参数。

辐射定标是建立成像光谱仪入瞳处的光谱辐射亮度值
与标准辐射源的定量关系。

它通过各种标准辐射源，如绝对辐射源（如标准辐射源、标准灯）或相对辐射源（如黑体辐射源），在成像光谱仪的入瞳处进行定标，以确定各波段的光谱辐射亮度值。

此外，在遥感数据获取中，专门针对航空遥感尤其是无入机遥感载荷的定标场建设及外场光谱与辐射定标理论方
法研究的缺失，严重影响了航空遥感数据定量化水平。

因此，建设专门的定标场并开展外场光谱与辐射定标理论方法研
究是非常必要的。

总的来说，成像光谱仪的光谱与辐射定标是为了提高遥感数据的准确性和可靠性，是遥感数据获取的重要环节。

InGaAs短波红外探测器研究进展_张卫锋

〈综述与评论〉InGaAs短波红外探测器研究进展张卫锋，张若岚，赵鲁生，胡锐，史衍丽（昆明物理研究所，云南昆明650023）摘要：In x Ga1－x As材料属于Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体合金材料，随In组分含量的不同，其光谱响应的截止波长可在0.87～3.5μm范围内变化，并具有高量子效率，加之成熟的MBE和MOVCD材料生长方式，很容易获得大面积高质量的外延材料，InGaAs材料因此成为一种重要的短波红外探测材料。

InGaAs探测器可以在室温或近室温下工作，且具有较高的灵敏度和探测率，是小型化、低成本和高可靠性的短波红外探测系统的最佳选择，因此InGaAs短波红外探测器获得了飞速的发展和广泛的应用。

同时对国内外InGaAs焦平面探测器发展状况和趋势进行了介绍。

关键词：InGaAs；短波红外；焦平面阵列；红外探测器中图分类号：TN215 文献标识码：A 文章编号：1001-8891(2012)06-0361-05Development Progress of InGaAs Short-wave Infrared Focal Plane ArraysZHANG Wei-feng，ZHANG Ruo-lan，ZHAO Lu-sheng，HU Rui，SHI Yan-li（Kunming Institute of Physics, Kunming Yunnan 650223, China）Abstract：As the cut-off wavelength of spectral response of the Ⅲ-Ⅴ semiconductor alloy material, In x Ga1－x As can be changed from 0.87 to 3.5μm by tuning the relative amount of Indium in the alloy.Besides, with high quantum efficiency, as well as mature MBE and MOVCD material growth technology, it is easy to gain large area and high-quality epitaxial materials. Therefore InGaAs become an important SWIR detector materials. InGaAs detector can work at room temperature with higher sensitivity and detectivity. So it is one of the best choices for miniature, low-cost and high-reliable SWIR detection system.The results of analysis and comparison provide guidance for rapid development of InGaAs short-wave infrared detectors. So InGaAs detectors obtain a rapid development and wide applications. At the same time, the status and development trends of the InGaAs infrared focal plane arrays(FPAs) domestic and abroad are introduced.Key words：InGaAs，SWIR，focal plane arrays，infrared detector0引言Ⅲ-Ⅴ族化合物In x Ga1－x As是一种直接带隙半导体合金材料，具有高的电子迁移率和量子效率、良好的抗辐照特性等特点。

红外与毫米波学报第三十卷年度索引(二○一一年)

第三十卷年度索引
（Ｏ一一年）二
主题索引
材料与器件
磁各向异性对（ｎＧ）ｓ底（ａＭ）ｓ的影响Ｉ，ａＡ衬Ｇ，ｎＡ基于石英基片的二毫米波段分谐波混频器设计和研
制
朱科，郑厚植，华东，甘刘剑，朱汇，昊，章李桂荣，建华赵安大伟，于伟华，吕昕
究
沈川，顾仁杰，傅祥良，王伟强，郭余英，陈
路
叶振华，建，文婷，伟达，黄尹胡冯婧文，陈
路，亲君，廖陈洪雷，春，晓宁，瑞林胡丁
军，力何
马法君，李志锋，陈路，陆卫
２１，０６：０－６０１３（）５３５０
响应特征分析
徐明星，吴绍华，生路，富强，周廖马春梅，
张姗，晓宁胡
近红外２６１ＩＧＡ焦平面探测器无效像元研５元ｎａｓ
究
２１，０５：０４１０１３（）４９１
２１，０５：１＿１０３（）４２４４１２１，０５：６４６０１３（）４３７２１，０６：８４８０１３（）４１５０１３（）４６９２１，０６：８４８２１，０６：９４９０１３（）４０４２１，０６：９４９０１３（）４５８
ｓ基ＨＣＴｉｇｄｅ变面积光伏探测器的变温特性研究含各向异性特异材料三明治结构的Ｃｏ— ｎｈｎｏｓｃｅＨａ位移研究采用ＩＧＡ或ＩＡＡ缓冲层的高Ｉ分ＩＧＡｎａｓｎ１ｓｎ组ｎａｓ

短波红外光谱仪用途

短波红外光谱仪用途1.分析有机物：短波红外光谱仪对于有机物的分析非常重要。

有机物分子中的碳-氢和碳-氧键等常见的成键类型，以及各种官能团（如羟基、胺基、酯基等）等结构特征，都有明显的红外光谱特征。

通过对样品的红外光谱进行解析，可以确定其成分和结构。

2.检测无机物：虽然短波红外光谱仪主要用于有机物的分析，但也可以用于检测一些无机物。

例如，一些无机盐类和氧化物等，在红外波段也会有相应的吸收峰，可以用于鉴别和定量分析。

3.探测污染物：短波红外光谱仪在环境监测中具有重要的应用价值。

它可以用于快速检测空气中的挥发性有机物（VOCs）、水中的有机物污染物等，有助于了解环境中污染物的类型和含量。

4.质量控制和质量分析：在化工、医药、食品等行业中，短波红外光谱仪可以用于产品质量控制和质量分析。

通过对产品样品的光谱进行定性和定量分析，可以判断产品的纯度、成分以及可能存在的污染物。

5.生物医学研究：短波红外光谱仪在生物医学研究中也具有广泛应用。

例如，它可以用于检测血液中的代谢产物、组织样品中的脂类、蛋白质等成分，从而研究疾病诊断、药物作用机制等。

6.材料研究和表征：短波红外光谱仪在材料科学研究中扮演着重要的角色。

它可以用于研究材料的成分、结构和性质，识别不同材料之间的差异，从而为新材料的开发和性能优化提供指导。

除了以上常见的应用领域，短波红外光谱仪还可以结合其他技术进行联合分析。

例如，与红外显微镜相结合可以进行显微红外光谱测量，用于局部样品的分析；与气相色谱仪相结合可以进行气相色谱红外光谱联用分析，提高对复杂样品的分析能力。

总之，短波红外光谱仪是一种非常重要的光谱分析仪器，其用途涵盖了化学、生物、材料和环境等多个领域。

通过对样品红外光谱的测量和解析，可以获得多种信息，为科研和工业生产提供有力的支持。

红外成像观测系统性能评价方法研究

红外成像观测系统性能评价方法研究红外成像技术因其在军事、安防、医学、工业等领域的广泛应用，对其性能评价方法的研究变得尤为重要。

本文将介绍红外成像观测系统性能评价方法的研究内容，并对各种评价方法进行比较与分析。

红外成像观测系统是一种利用物体的红外辐射特性进行探测、测量和成像的技术体系。

由于红外辐射在形成图像时会受到多种因素的影响，如热噪声、系统自身的噪声、光学系统的散光和像差等，因此准确评价红外成像观测系统的性能是至关重要的。

首先，对于红外成像系统的分辨率评价。

分辨率是指红外成像系统能够分辨出两个附近物体的最小距离。

常用的评价方法有线对薄膜法、热舒适模型法和MTF（ModulationTransfer Function）方法。

线对薄膜法是通过观察红外成像系统成像的线对薄膜，在不同频率上测量其薄膜图像模糊程度，从而评价红外成像系统的分辨率。

热舒适模型法是通过红外成像系统成像空气中的热湍流等特征，来估计红外成像系统的分辨率。

MTF方法基于系统的光学传递函数，结合空间频率的概念对红外成像系统的分辨率进行评价。

其次，红外成像系统的信噪比（SNR）评价是另一个重要的指标。

SNR是用于评估红外成像系统信号与噪声的强度比值，其值越高，表示系统性能越好。

针对红外成像系统的SNR评价，常用的方法有SI方法和MTF方法。

SI方法基于图像的统计特性，通过计算图像的均值和方差来估计系统的信噪比。

而MTF方法则是通过分析系统的传递函数，利用噪声功率谱密度和场点对比度来计算系统的信噪比。

另外，红外成像系统的动态范围评价也是一个重要的指标。

动态范围是指红外相机最大和最小可测温度之间的比值或差值。

动态范围过小会导致系统不能够准确地反映物体的温度变化。

常见的动态范围评价方法有几何法、伸展灵敏度法和MTF方法。

几何法通过测量刃口或灰度片的最大和最小温度，计算系统的动态范围。

伸展灵敏度法则是通过红外成像系统的特殊性能，如自动增益、非线性灰度转换等来评价系统的动态范围。

目标与背景光谱辐射特性测量方法的研究(光学工程专业优秀论文)

部发生干涉。

相干后的光束又经过分束器的反射和透射分为两束从干涉仪出来的光：一个与入射方向成９０。

角（输出光束Ａ），另一束与入射方向反向（输出光束Ｂ）。

ＭＲ３０４采用双输入和双输出设计。

两个输入端可以用来作为双光束差分测量辐射率，也可以为可变温度的物体（冷源和加热体）提供参考。

两个探测器可同时测量，且覆盖的光谱范围更宽；光谱辐射仪测量的信号传到计算机上，并由ＢｏＭＥＭ公司的专用软件进行数据处理。

图３．３崃系列的迈克尔逊干涉仪示意图３．２．２特点①扫描速度快傅立叶变换红外光谱仪的扫描速度比色散型仪器快数百倍，而且在任何测量时间内都能获得辐射源所有频率的全部信息，即所谓的“多路传输”．扫描速度的快慢主要由动镜的移动速度决定，动镜移动一次即可采集所有信息。

②具有很高的分辨率分辨率是红外光谱仪的主要性能指标之一，指光谱仪对两个靠得很近的谱线的辨别能力。

傅立叶变换红外光谱仪的分辨率同仪器的光程差有关，光程差越大，仪器的分辨率越高，即动镜移动的距离越长，分辨率越高，但扫描时间也随之增加。

利用其高分辨率的特性，可以研究因振动和转动吸收带重叠而导致的气体混合物的复杂光谱。

③波数精度高波数是红外定性分析的关键参数，因此仪器的波数精度非常重要。

因为干涉仪的动镜可以很精确地驱动，所以干涉图的变化很准确，同时动镜的移动距离是由Ｈｅ—Ｎｅ激光器的干涉条纹测量的，从而保证了所测的光程差很准确，因此在计算的光谱中有很高的波数精度和准确度，通常可到０．０１Ｃｍ～。

④极高的灵敏度色散型红外分光光度计大部分的光源能量都损失在入口狭缝的刀口上，而傅立叶变换红外光谱仪没有狭缝的限制，辐射通量只与干涉仪的平面镜大小有关，在同样的分辨率下，其辐射通量比色散型仪器大得多，从而使检测器接收的信噪比增大，也因此具有很高的灵敏度。

由于此优点，傅立叶变换红外光谱仪特别适第五章目标辐射特性的测量及结果分析一个特定源发射的辐射能可能与各种各样的参量有关，重要的是识别出有意义的参量，如目标的辐射亮度，表观温度，光谱反射率等。

点目标反射太阳短波红外辐射特性分析

点目标反射太阳短波红外辐射特性分析朱小红;蔺素珍;刘震;张商珉【摘要】针对过强的太阳辐射会影响成像质量问题,分析了点目标反射太阳短波红外辐射过程以及目标、地球和太阳之间的几何位置关系,建立了大气层表面的太阳短波红外辐射模型,太阳高度角、太阳方位角和太阳入射角计算模型,以及地面点目标反射太阳短波红外辐射模型,对这些模型进行了仿真试验,揭示了太阳高度角、太阳方位角和太阳入射角随时刻的变化规律,太阳短波红外直射辐射、散射辐射和地面反射辐射随时刻的变化规律,以及点目标反射太阳短波红外辐射随时刻的变化规律,并利用试验图像验证了模型的有效性,为研究短波红外成像等提供参考.【期刊名称】《火炮发射与控制学报》【年(卷),期】2015(036)002【总页数】6页(P16-21)【关键词】图像处理;短波红外;辐射特性;点目标【作者】朱小红;蔺素珍;刘震;张商珉【作者单位】中北大学计算机与控制工程学院,山西太原030051;中北大学计算机与控制工程学院,山西太原030051;中北大学计算机与控制工程学院,山西太原030051;中北大学计算机与控制工程学院,山西太原030051【正文语种】中文【中图分类】TN219常温下，短波红外点目标主要是利用环境中的短波红外辐射成像，而自然环境中的短波红外辐射的主要来源是太阳的短波红外辐射[1-2]，然而过强的太阳辐射对点目标的成像质量存在影响。

因此，分析点目标反射太阳短波红外辐射，为研究短波红外成像过程中抑制环境中过强的短波红外辐射，尤其是太阳的短波红外辐射等提供参考。

针对太阳辐射建模，国内外已经作了大量的测试和研究。

国外学者的研究主要包括：建立了倾斜的目标表面反射太阳辐射模型[3]；提出了各种太阳辐射的建模方法[4-6]；利用卫星测试数据估计了太阳辐射照度等[7]。

而国内研究者主要是通过MODTRAN软件仿真来研究目标反射太阳短波红外辐射特性的，目前尚未检索到对太阳短波红外辐射的具体建模过程[2,8]。

InGaAs短波红外探测器的光电机理

InGaAs短波红外探测器的光电机理邵海洋;邢怀中【摘要】利用ISE TCAD仿真软件,建立了铟镓砷(InGaAs)短波红外探测器表面漏电的二维模型.在背面照射方式下,模拟研究了InGaAs短波红外探测器的表面漏电对器件暗电流、总电流、量子效率和响应率的影响.研究结果表明,表面漏电会导致器件的暗电流和总电流增大,但响应率和量子效率会降低.由此可知,表面漏电是制约InGaAs短波红外探测器性能的重要影响因素,该研究结果为器件的设计与优化提供了理论依据.【期刊名称】《东华大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(045)001【总页数】5页(P158-162)【关键词】表面漏电;InGaAs短波红外探测器;暗电流;响应率;量子效率【作者】邵海洋;邢怀中【作者单位】东华大学理学院,上海201620;东华大学理学院,上海201620【正文语种】中文【中图分类】O4741～3 μm短波红外波段的探测器在空间遥感、夜视、温度测量等领域具有重要的应用价值和前景[1]。

目前，该波段范围的探测器除了使用传统的碲镉汞和锑化物红外材料以外，铟镓砷(InGaAs)材料由于具有高吸收系数、高迁移率和高探测率，被认为是制作短波红外探测器的优良材料[2]。

InGaAs是由III-V族的材料磷化铟(InP)和砷化镓(GaAs)以任意配比形成的三元化合物，由于In0.53 Ga0.47As材料的禁带宽度(Eg)为0.75 eV，采用它制作的短波红外探测器截止波长约为1.7 μm，可以完全覆盖光纤通信常用的1.30和1.55 μm波长。

此外，InGaAs和InP可以做到完全晶格匹配，可以在InP的衬底上生长出质量很高的外延层，研制出高性能的器件。

国内外针对InGaAs短波红外探测器性能的研究已有不少报道。

国内研究主要分析了不同掺杂浓度[3]、不同吸收层厚度[4]以及缓冲层的改变[5]对InGaAs短波红外探测器的影响。

国外的研究报道中，文献[6]研究了不同入射方向的InGaAs短波红外探测器的电学特性，文献[7]研究了场效应对InGaAs基太赫兹辐射探测器的影响,文献[8]研究了不同的表面处理与钝化对InGaAs/InP异质结晶体管稳定性的影响。