红外焦平面阵列非线性响应的分析和计算

刘会通王骐

1哈尔滨工业大学光电子技术研究所&黑龙江&哈尔滨&’%"""’2

郑志伟张明

1洛阳光电技术发展中心&河南&洛阳&34’""52

摘要分析了导致红外焦平面阵列响应非线性的各种因素6并以789.:*红外焦平面阵列为例&以量子效率与入射光子波长的相关性为基础&计算了在准理想条件下探测器响应的非线性量6结合非均匀性校正&计算了在给定区间定标后的非线性大小6还对实际应用中一例非线性响应所导致的焦平面阵列的非均匀性剩余误差进行了解释;关键词红外焦平面阵列&非线性响应&非均匀性&量子效率;

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t u vw x j y h,R Y/^/*.Y Q+^][]^R*^//^a1N)n o T2&R Q R],R*^//*0[Q R0*&R Q R P R,Y Q/f,X a&r P^R X P f*Y Y,+,*R+a;

引言

在红外前视系统和红外搜索与跟踪系统中&红外焦平面阵列1N)n o T2正以巨大的优势取代传统的单元探测器和线列探测器z’&!{;但N)n o T各单元间的响应非均匀性严重影响着其背景限性能的发挥&这种非均匀性带来的空间噪声在N)n o T对热对比度较低的背景成像和对微弱目标探测时尤为突出;目前非均匀性校正中通行的定标法和自适应的方法都是基于探测器的线性响应模型&理论上&如果各探测元的响应是线性的而且在时间上是稳定的&那么其非均匀性用黑体定标的方法即可予以完全校正z|&3{;实际上探测器的非线性响应将造成目前所有以线性响应模型为基础的非均匀性校正算法必然的系统性误差z%{&这在高量子效率的N)n o T器件中更为明显z${;探测器非线性响应的程度首先与探测器的材料种类}工作波段和不同时期工艺水平有关&其它具体因素还有z4{~

1’2光学系统~光学透过率随入射光光谱成分的非线性变化6

1!2探测器~量子效率对入射光子波长的非线性变化6

1|2制冷系统~制冷温度在时间和空间上的不同导致1!2产生的非线性在时间和空间上的变化6

132读出电路和T!e转换器的非线性效应;

到目前为止&公开报导的N)n o T的非线性响应量无论是理论计算还是实验测定都有很大的差异;T;n;d,]X Q R等人z({引用的数据表明在!""的

第!"卷第3期!""’年(月红外与毫米波学报

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万方数据

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