非制冷红外焦平面探测器及其典型应用
非制冷红外探测器研究进展(特邀)
第50卷第1期 V〇1.50 No.l红外与激光工程Infrared and Laser Engineering2021年1月Jan. 2021非制冷红外探测器研究进展（特邀）余黎静^3,唐利斌杨文运2,郝群”(1.北京理工大学光电学院信息光子技术工信部重点实验室，北京10008卜，2.昆明物理研究所，云南昆明650223;3.云南省先进光电材料与器件重点实验室，云南昆明650223)摘要：非制冷红外探测器由于无需制冷装置，能够工作在室温状态下，具有成本低、体积小、功耗低 等特点，在红外领域得到了广泛的应用。
在军事应用方面，非制冷型探测器的应用逐渐进入了之前制 冷型探测器的应用范围，大量应用在一些低成本的武器系统，甚至在一些应用领域取代了原来的非制 冷型探测器。
在民用领域方面，更表现出了其价格和使用方便的优势，在民用车载夜视、安防监控等应 用领域引起了广泛的兴趣和关注。
文中介绍了 Bolometer、热释电、热电堆等几种典型非制冷红外探测 器的工作原理，列举了目前已实现商业化应用的主要产品在国内外的情况，着重介绍了目前应用最广 泛的Bolometer器件主流产品的像元间距、阵列规格、性能及其封装发展的情况。
除了已实现商业化 应用的Bolometer、热释电、SO I二极管等探测器等产品，还详细介绍了一些非制冷探测新技术或新型 器件：比如超表面在增强某些波段吸收方面的应用，新材料的Bolometer探测器、双材料新型非制冷器 件、石墨烯、量子点、纳米线等光电探测技术的研究进展。
最后文章还对今后非制冷红外探测器的发展 趋势作了预测。
关键词：非制冷；红外探测器；热释电；Bolometer;封装中图分类号：TN215 文献标志码：A D O I：10.3788/IRLA20211013Research progress of uncooled infrared detectors(Invited)Yu Lijing1'2'3,Tang Libin1'2'3*,Yang Wenyun2,Hao Qun1*(1. The Laboratory of Photonics Information Technology, Ministry of Industry and Information Technology,School of Optics and Photonics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China;2. Kunming Institute of Physics, Kunming 650223, China;3. Yunnan Key Laboratory of Advanced Photoelectric Materials & Devices, Kunming 650223, China)Abstract:Uncooled infrared detectors are widely used in the infrared field due to their low cost,small size,and low power consumption because they do not need the cooling device and can work at room temperature.In military application field,the uncooled detector has gradually entered the application domain of previous refrigerated detector,and has been widely used in some low-cost weapon systems,even replaced the original uncooled detectors in some application fields.In the civil field,it has shown its advantages in price and ease of use,and has aroused widespread interest and attention in civil in-vehicle night vision,security monitoring and other application field.The working theory of several typical uncooled infrared detectors such as Bolometer, pyroelectric,thermopile,etc.were introduced,and the status of the main products that have been commercialized at home and abroad was enumerated,the development of pixel pitch,array specifications,performance and收稿日期:2020-1卜24;修订日期:2020-12-08基金项目:国家重点研发计划（2019YFB2203404);云南省创新团队（2018HC020)packaging of mainstream bolometer devices was focused,which were currently the most widely used.In addition to the bolometer,pyroelectric,SOI diode and other products that had been commercialized,some new uncooled detection technologies or new detectors were introduced in detail:such as the application of metasurfaces in enhancing absorption in certain wavebands,the research progress of new materials bolometer,new bi-material uncooled devices,graphene,quantum dots,nanowires and other photoelectric detection technologies.Finally,the future development trend of u ncooled infrared detectors were predicted in the end of t he review. Key words:uncooled;infrared detector;pyroelectric;bolometer;package〇引言在红外系统中，红外探测器作为探测、识别目标 的关键，其主要作用是将人射的红外信号转化为可以 检测的电信号后进行输出。
非制冷周扫红外
非制冷周扫红外
非制冷周扫红外技术是一种利用被测物体辐射的红外能量进行热成像分析的技术。
相比传统的制冷红外技术，非制冷周扫红外具有更多的优势和应用前景。
首先，非制冷周扫红外技术不需要使用制冷设备来冷却红外传感器，因此减小
了设备体积和重量，降低了成本，并且使设备更加便携。
这使得非制冷周扫红外在许多领域中得到了广泛的应用，包括工业检测、医学诊断、建筑热学、环境监测等。
其次，非制冷周扫红外技术具有更快的响应时间和更高的灵敏度。
由于非制冷
红外传感器的响应速度较快，几乎可以实时获得红外图像。
这使得非制冷周扫红外可以应用在需要快速检测和监测的场景中，例如工业生产线上的故障诊断、医学手术中的组织病理学检测等。
此外，非制冷周扫红外技术还具有更广泛的温度范围和更高的温度分辨率。
制
冷红外技术受限于其制冷能力和制冷系统的稳定性，常常不能在极高或极低的温度条件下工作。
而非制冷周扫红外可以在更广泛的温度范围内进行热成像分析，并且具有更高的温度分辨率，能够提供更精准的温度信息。
综上所述，非制冷周扫红外技术具有更加便携、响应速度更快、灵敏度更高、
温度范围更广、温度分辨率更高等优势。
随着技术的不断发展和创新，非制冷周扫红外技术将在更多领域中得到应用，并且为我们提供更全面、精准的热成像分析。
非制冷红外焦平面探测器及其典型应用
SWIR
• 可使用常规可见光 镜头，可透过玻璃 成像
• 可探测1.06μm及 1.55μm激光
• 可复现可见光图像 细节Fra bibliotekMWIR
• 在高温、潮湿的海 洋大气条件下，中 波红外的传输优于 长波红外
• 如舰船发动机等高 温目标中波红外特 征明显
• 中波制冷红外的技 术成熟度
LWIR
• 长波红外在地面大 气环境的传输最好
11
红外成像技术—发展史
1800年， 赫胥尔发现了红外线 （水银温度计）
光机扫描、红外 摄像管技术
1800 1901年，Langley 利用探测到 1/4英里外的一头牛（电阻
1930
式测辐射热计）
1940
光机扫描红外成像技术 非制冷型红外成像技术
1956
AIM-9响尾蛇导弹
民用红外成像有望呈现爆发式增长。
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红外成像探测器技术
制冷光子型
原理：光子型探测 优势：成像距离远，成像清晰，响应时间快，可高帧频工作（400Hz)； 劣势：系统功耗大，体积大，成本高，运行时间受制冷机寿命限制； 应用：红外雷达，光电吊舱，导引头等远距离观测与跟踪高端军用
• 长波红外与室温目 标的红外辐射光谱 的匹配最好
• 战场环境烟雾环境 适应性好
• 非制冷长波红外成 像成本较低
IRay Confidential
4
红外成像技术优势
隐蔽性好 全天时
被动式目标成像与识别，隐 蔽性好
能真正做到24小时全天时监控， 不受白天黑夜影响
抗电磁干扰
不受电磁影响，能远距离精 确跟踪热目标
准全天候
作用距离远
可穿透烟雾、雾霾、云雾成像， 在恶劣天气条件下的成像效果 几乎不受影响。
国外非制冷红外焦平面阵列探测器进展
Ｄｅ ｅｏ ｍ ｅ ｔｏ ｒ ｉｎ Ｕｎｃ ｏ ｅ ｄ Ｉ Ｄｅｅ ｔ ｒ
Ｌ －ｕｉ Ｗ ＡＮＧ ｎ —ｕ ， ＥＩＹａ ｇ ， Ｒｏ ｇ ｒ ｉ ＣＨＥＮ ａ — ａ Ｍｉｏ ｈ ｉ
Ｉ Ｆ Ａ探测器 等 。 ＲＰ
启动快及稳定性好等优点 ， 满足 了民用红外系统和 部分军事红外系统对长波红外探测器的迫切需要。 事实表明， 采用非制冷 Ｉ ＦＡ探测器的轻型红外热 ＲＰ 像仪系统逐渐增多 ， 中采用 的规格 主要有 １０× 其 ６
１０元 、５ ２ ２６×１８元和 ３０× ４ ２ ２ ２０元 等 。一些 较 大规
辐射 热计 的发展 状 况 ， 时也 介 绍 了 近年 出现 的一 同 些新 型非 制 冷 ＩＦ Ａ 探 测 器 技 术 ， 硅 一绝 缘 体 ＲＰ 如 （Ｏ） Ｓ Ｉ 二极管 非 制 冷 Ｉ ＦＡ 探测 器 、 材料 微 悬 臂 ＲＰ 双 梁非 制 冷 Ｉ Ｆ Ａ探 测 器 、 用 热 光 效 应 的 非 制 冷 ＲＰ 利
（ ｏｔ ｈｎ ｅｅｒｈＩｓｔｔ ｏ ｌ ｔ －ｐｉ ， ｅｉｇ１０ １ ，ｈｎ ） Ｎ ｒ Ｃ ｉ Ｒ ｓａｃ ｔｕｅ ｆ ｅ ｒ ｏｔｓ Ｂ ｒｎ ００ ５ Ｃ ｉａ ｈ ａ ｎ ｉ Ｅ ｃｏ ｃ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｕｎ ｏ ｌ ｄ ｉ ｆ ｅ ｅｅ ｔｒｉ ｏ ｅ ｔｐ ｆｔ ｅ ｍｏ ｔｆ ｔｅ ｏｖ ｄ ｉ ｒ ｅ ｅ ｅ ｔ ｒ ｎ ａ ｉ ｅ ｍｉ ｔｒ ｎ ｓ ｒ ｃ ： ｃ ｏｅ ｎｒ ｄ ｄ ｔ ｃｏ ｓ ｎ ｅ ｏ ｓ ａ ｖ ｌ ｅ ｎ ａ ｄ ｄ ｔ ｃｏｓ ａ ｄ ｈ ｓ ｗ ｄ ｌ ａ ｙ ａ ｄ ｒ ａ ｙ ｈ ｓ ｆｒ ｉ ｃｖｌａ ｐ ｌ ａｉｎ ．Ｉ ｅ ｐ ｐ ｒ ｔｅ ｓａｅ ｎ ｓｆｃ ｓ ｄ ｏ ｅ ｓａｅ ｏ ｒ ａ ｄ ｔ ｎ ｆｓ ｖ ｒｌｆｒ ｉｎ ｒｐ ｅ ｅ ｔ－ ｉｉ ｎ ａ ｐ ｉ ｔ ｓ ｎ ｔ ａ ｅ ， ｔｔ ｍｅ ｔ ｏ ｕ ｅ ｎ ｔ ｔｔ ｆ ｔ ｎ ｅ ｄ ｏ ｅ ｅ ａ ｅｇ ｅ ｒｓ ｎ ａ ｉ ｃ ｏ ｈ ｈ ｉ ｈ ａ ｒ ｏ ｔ ｅ ｕ ｃ ｏｅ ｎ ｒｒ ｄ ｄ ｔｃｏ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｉ ｎ ｏ ｌｄ ｉ ａ ｅ ｅｅ ｔｒ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ． ｖ ｆ ｓ
红外焦平面成像技术的军事应用与发展
总第184期2009年第10期舰船电子工程Ship Electronic EngineeringVol.29No.1021红外焦平面成像技术的军事应用与发展3石永山(海军驻锦州地区军事代表室 锦州 121000)摘 要 国外红外焦平面成像技术在现代战争中发挥着越来越重要的作用。
文章介绍了红外焦平面成像技术的发展历程以及装备的研制、改进情况,指出了在现代战争中发展红外焦平面成像技术的优势和重要性,重点探讨了几种红外焦平面成像技术的性能及其特点,最后论述了红外焦平面成像技术的发展动向与分析。
关键词 红外焦平面;成像技术;发展趋势中图分类号 TN97Application and t he Develop mentof t he Abroa d Inf rared Stealt h TechnologyShi Yongsha n(Military Representative Office of Navy in Jinzhou,Jinzhou 121000)Abs t rac t The abroad inf rared focal plane imaging technology play more and more roles in the war today.The process of development of the inf rared focal plane imaging technology and equipments in all countries over the world and its modification are described.The technique performance and properties of several inf rared focal plane imaging technology seekers are ana2 lyzed,and development trend and analysis of the inf rared focal plane imaging technology are discussed.Ke y w ords inf rared focal plane,imaging technology,development trendClass Nu m ber TN971 引言红外焦平面成像技术是一种可探测目标的红外辐射,并能通过光电转换、电信号处理等手段,将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的设备,是集光、机、电等尖端技术于一体的高科技产品。
非制冷探测器
1 概非制冷探测器技术发展.doc况自上世纪90年代，非制冷凝视型红外热像仪迅速进入应用市场。
这种热像仪与制冷型凝视红外热像仪相比，虽然在温度分辨率等灵敏度方面还有很大差距，但具有一些突出的优点：不需制冷，成本低、功耗小、重量轻、小型化、启动快、使用方便、灵活、消费比高。
至今，非制冷红外焦平面阵列(FPA)技术已由小规模发展到中、大规模320×320和640×480阵列，在未来的几年内有望获得超大规模的1024×1024非制冷焦平面阵列（F PA）。
像素尺寸也由50μm减小到25μm，使焦平面灵敏度进一步提高。
这种非制冷红外成像系统在军用和民用领域应用越来越广泛，部分型号产品已装备部队，尤其在轻武器（枪械）瞄准具、驾驶员视力增强器、单兵头盔式观瞄、手持式（便携）热像仪等轻武器，以及部分导弹的红外成像末制导等方面，非致冷热像仪在近年内有望部分取代价格高、可靠性差、体积大而又笨重的制冷型热成像系统。
2 现状1978年美国Texas Instruments在世界上首次研制成功第一个非制冷红外热像仪系统，主要红外材料为α-Si（非晶硅）与BST(钛酸锶钡)。
1983年美国Honeywell开始研制室温下的热探测器，使用了硅微型机械加工技术，使热隔离性提高，成本降低。
1990-1994年美国很多公司从Honeywell获技术转让，使以VOx（氧化钒）为探测材料的非制冷探测器得到了迅速广泛发展。
VOx材料具有较高的热电阻系数，目前世界上性能最好的非制冷探测器就是采用VOx材料制备的，主要采用8~14μm波段3 20×240和160×120元的非制冷FPA器件，其结构按部件功能模块化（诸如，光学模块、FPA组件模块、信号读出处理电路模块和显示模块）。
目前市场上有热像仪整机产品，也有各种功能模块单独出售，供用户选用。
3 国外主要几家公司研制生产状况目前，国际上美国、法国、英国和日本的非制冷红外探测器研制生产水平居世界领先水平。
《2024年非制冷红外热成像系统研究》范文
《非制冷红外热成像系统研究》篇一一、引言非制冷红外热成像系统是一种基于红外探测技术的先进设备，广泛应用于军事、安防、医疗和工业等领域。
该系统通过捕捉目标物体的红外辐射信息，将其转换为可见图像，实现对目标的探测、识别和跟踪。
本文将对非制冷红外热成像系统的研究进行深入探讨，分析其原理、技术、应用及发展趋势。
二、非制冷红外热成像系统原理非制冷红外热成像系统利用微测辐射热计探测器将接收到的红外辐射信号转换为电信号，进而生成红外图像。
该系统主要由光学系统、探测器、信号处理电路和显示设备等部分组成。
其中，探测器是系统的核心部件，其性能直接决定了整个系统的性能。
三、非制冷红外热成像系统技术（一）探测器技术探测器是非制冷红外热成像系统的关键技术之一。
目前，常用的探测器包括氧化钒（VOx）探测器、石墨烯探测器等。
这些探测器具有灵敏度高、响应速度快、稳定性好等优点，能够满足不同应用场景的需求。
（二）信号处理技术信号处理技术是提高非制冷红外热成像系统性能的重要手段。
通过对接收到的红外信号进行滤波、放大、数字化等处理，可以消除噪声干扰，提高图像的信噪比和分辨率。
此外，还可以采用算法优化等技术手段，进一步提高图像的清晰度和对比度。
四、非制冷红外热成像系统应用非制冷红外热成像系统具有广泛的应用领域，包括军事侦察、安防监控、医疗诊断和工业检测等。
在军事侦察领域，非制冷红外热成像系统可用于夜间侦察、目标搜索和识别等任务；在安防监控领域，该系统可用于监控城市交通、公共场所和重要设施等；在医疗诊断领域，该系统可用于辅助医生进行疾病诊断和治疗；在工业检测领域，该系统可用于检测机械设备的运行状态和故障诊断等。
五、非制冷红外热成像系统发展趋势随着科技的不断发展，非制冷红外热成像系统将朝着高性能、低成本、小型化等方向发展。
一方面，通过不断提高探测器的性能和稳定性，提高系统的整体性能；另一方面，通过优化生产工艺和降低成本，降低系统的价格，使其更广泛地应用于各个领域。
非制冷面阵红外测温
非制冷面阵红外测温
随着科技的发展，非制冷面阵红外测温技术在各个领域得到了广泛应用。
这种技术具有诸多优势，不仅为人们提供了便捷的测温方式，还为各行各业带来了前所未有的机遇。
一、非制冷面阵红外测温技术简介
非制冷面阵红外测温技术是一种基于红外探测器的光电转换技术。
与传统的热电偶、热敏电阻等接触式测温方法相比，非制冷面阵红外测温技术具有无接触、快速、准确等特点，能在-50℃至+300℃的范围内实现高精度测温。
二、技术原理与优势
非制冷面阵红外测温技术的工作原理是：红外探测器接收物体发出的红外辐射，将其转换为电信号，再通过信号处理电路将电信号转换为温度值。
与其他测温方法相比，非制冷面阵红外测温技术具有以下优势：
1.非接触测量：无需与被测物体接触，避免了对物体的磨损和损坏，同时减少了人为误差。
2.响应速度快：面阵探测器具有较高的响应速度，可在短时间内实现对物体的测温。
3.抗干扰能力强：红外测温技术不受电磁场、磁场等因素的影响，能在恶劣环境中正常工作。
4.宽温度范围：非制冷面阵红外测温技术可在较大温度范围内实现高精度测温。
5.易于集成：面阵红外探测器结构紧凑，易于与其他传感器和设备集成，
便于实现自动化测温。
三、应用领域与前景
非制冷面阵红外测温技术在众多领域得到了广泛应用，如工业生产、医疗保健、环境监测、交通运输等。
随着技术的不断进步，非制冷面阵红外测温设备的性能和可靠性得到了进一步提高，未来将在更多领域得到应用，为人类社会带来更多便捷和福祉。
总之，非制冷面阵红外测温技术凭借其独特的优势，已成为现代测温领域的一大热门。
非制冷红外成像技术及其应用
非制冷红外成像技术及其应用蔡毅昆明物理研究所，云南，昆明，650223摘要：红外成像技术与微光图像增强技术是夜视技术的主要组成部分。
非制冷红外成像技术包括量子型和热探测型成像技术两种，都是红外热成像技术的最新成就之一。
在本文中，比较了这两种技术的特点，讨论了非制冷红外成像技术的优点、发展趋势和应用。
关键词：非制冷，红外成像，应用Uncooled Infrared Imaging Technology and It’s ApplicationCAI YiKunming Insitute of Physics, Kunming, Yunnan, P.R.China, 650223Abstract: Night vision technology includes low-light-level image intensifier technology and infrared image technology. Uncooled infrared imaging technology is one of the newest achievements of infrared thermal imaging technology. Characterizations of the low-light-level image intensifier and Uncooled infrared imaging technologies are compared, then advantage, development and application of Uncooled infrared imaging technology is discussed in the paper.Keywords: Infrared Imaging，Uncooled Infrared Imaging，Application1．红外成像技术与微光图像增强技术的比较用于夜间观察的微光和热成像装置一般由信号接收、转换、处理和显示等四大部分组成。
高德红外：非制冷红外焦平面探测器批量生产大大降低产品成本 谨慎推荐评级
资 料 来源：民生证券研究院
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证券研究报告
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股票报告网整理
高 德红 外（002414 ）
目录
一、2014 年公司营业收入中超过 70%来自军工 ............................................................................................... 3 二、非制冷型探测器批量生产大大降低产品成本.............................................................................................. 5 三、投资建议 .................................................................................................................................................. 6 四、风险提示 .................................................................................................................................................. 6
技术参数
1、制导体制全程被动红外成像自寻的制 导；2、武器系统总重量（kg）≤20；3、 弹体重 11.8 公斤，长 108 厘米，弹体 导弹重量（kg） ≤12.5；4、有效射程（m） 直径 12.6 厘米。发射管重 4.1 公斤， 75～2000；5、导弹直径（mm）130；6、导 长 119.8 厘米，直径 142.1 厘米，射程 弹长度（mm）1150；7、战斗部串联聚能破 约 2500 米。改进后的导弹重量降至 甲；8、静破甲深度（mm）≥800；9、命中 15.9 千克，射程增大至 4000 米。 概率≥90%。
《2024年非制冷红外热成像系统研究》范文
《非制冷红外热成像系统研究》篇一摘要：随着科技的进步和需求的增加，非制冷红外热成像系统已成为科研与民用领域关注的热点。
本文将对非制冷红外热成像系统的原理、结构、关键技术、应用及未来研究方向进行全面深入的探讨。
一、引言非制冷红外热成像系统利用热敏感元件探测目标的红外辐射，并转化为图像信号，从而实现对目标的观察与测量。
由于其无需制冷设备，系统结构简单，工作可靠，已在夜视观察、环境监测、遥感等多个领域得到了广泛的应用。
二、非制冷红外热成像系统的工作原理及结构非制冷红外热成像系统主要由热敏感元件、扫描装置、图像处理与显示系统等组成。
其中，热敏感元件是整个系统的核心部分，能够将探测到的红外辐射信号转换为电信号；扫描装置用于扫描场景，确保视野中的每个部分都能被捕捉；图像处理与显示系统则负责将电信号转化为图像并显示出来。
三、关键技术研究（一）热敏感元件研究热敏感元件是整个非制冷红外热成像系统的关键。
当前的研究重点是如何提高其响应速度和探测率。
新型的二维热电堆式红外探测器由于响应速度快和制造工艺简单等优点受到了广泛的关注。
（二）图像处理算法研究为了提高图像的质量，研究学者们正在努力提升图像处理算法的效能。
比如使用高效的噪声抑制技术以及采用先进的目标增强技术等。
此外，算法的研究也在追求实时性以及多目标的处理能力。
四、应用领域分析（一）夜视观察非制冷红外热成像系统在夜视观察中发挥着重要作用，特别是在恶劣天气和低光照条件下，能够提供清晰的目标图像。
（二）环境监测环境监测是当前的研究热点之一。
利用非制冷红外热成像系统，可以对污染源、城市热岛等环境问题进行监测，提供准确的测量数据。
（三）遥感技术非制冷红外探测器也常用于遥感领域，特别是在地热勘测、气象观测等方面有广泛应用。
五、未来研究方向展望（一）进一步提高性能指标随着技术的发展，非制冷红外热成像系统的性能还有待进一步提升，包括探测率、响应速度等方面。
同时，系统的抗干扰能力也是未来的研究重点。
非制冷红外探测器应用概述综述课件
科研领域
物理研究
非制冷红外探测器在物理研究中用于研究物质的热性质、热传导、热辐射等现象，为物理学科的发展提供实验支持。
化学研究
非制冷红外探测器在化学研究中用于研究化学反应过程中的热量变化、化学键的振动等，为化学学科的发展提供实验 支持。
生物研究
非制冷红外探测器在生物研究中用于研究生物体的温度分布、代谢过程等，为生物学的发展提供实验支 持。例如，在生物学研究中，非制冷红外探测器可用于观察生物体的温度分布和代谢过程，了解生物体 的生理状态和生命活动规律。
要点三
多光谱和多模式探测
非制冷红外探测器正朝着多光谱和多 模式探测方向发展。通过同时获取不 同波段的红外辐射信息，实现对目标 的多维度检测和分析，提高探测器的 应用范围和功能。
应用拓展
医疗健康
非制冷红外探测器在医疗领域的 应用不断拓展，如红外热像仪在 无损检测、肿瘤检测、皮肤疾病 诊断等方面的应用。通过实时监 测人体温度分布，为医疗诊断和 治疗提供重要信息。
类型与分类
类型
非制冷红外探测器主要有热电堆、热 电偶、热释电、光子探测器等类型。
分类
根据工作原理和应用领域，非制冷红 外探测器可以分为近红外、中红外和 远红外探测器等类型。
02
非制冷红外探测器的应 用领域
军事领域
目标检测与识别
武器瞄准与制导
非制冷红外探测器在军事上主要用于 远距离探测和识别目标，如敌方车辆 、人员和飞机等。
特性
非制冷红外探测器具有较高的灵敏度 、响应速度和稳定性，能够在室温下 工作，不需要液氮或机械制冷。
工作原理
原理
非制冷红外探测器利用热电效应或光电效应，将 接收到的红外辐射转换为电信号。
热电效应
rtd611非制冷红外焦平面探测器ddac校正参考手册
rtd611非制冷红外焦平面探测器ddac校正参考手册本发明实施例涉及非制冷红外焦平面探测器图像处理技术领域，特别是涉及一种非制冷红外焦平面探测器非均匀性响应率校正方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
随着红外技术的发展，红外焦平面阵列技术应运而生。
该技术制备的探测器（包括制冷型红外焦平面探测器和非制冷红外焦平面探测器）为当今技术性能最先进的红外探测器之一，在军事和民用领域都有着广泛的应用。
制冷型红外焦平面探测器的优势在于灵敏度高，能够分辨更细微的温度差别，探测距离远，但是其结构复杂且成本高昂，主要应用于高端军事装备。
非制冷红外焦平面探测器无需制冷装置，能够在室温状态下工作，具有启动快、功耗低、体积小、重量轻、寿命长、成本低等诸多优点。
尽管非制冷红外焦平面探测器在灵敏度上与制冷器件有一定差距，但经过近十余年的发展，其在性价比上已经明显优于制冷型探测器，具有更加广阔的应用前景。
但是，由于受到制作器件的半导体材料和加工工艺等条件的限制，非制冷红外焦平面探测器的输出响应并不相同，导致了红外焦平面阵列响应的非均匀性。
而响应的非均匀性会直接影响探测器最终输出图像的清晰度，成为进一步提高图像质量的瓶颈，并在一定程度上限制了红外成像系统的应用。
从本质上讲，要彻底解决非制冷红外焦平面阵列响应的非均匀性问题，必须从提高非制冷红外焦平面阵列的加工工艺水平上着手。
但是，就目前各学科的发展现状很难保证非制冷红外焦平面阵列每个探测单元响应输出的均匀性。
而通过非均匀性校正技术有效地减小或去除非均匀性，成为提高非制冷红外焦平面阵列成像质量的关键所在。
现有的非均匀性校正的方法一般基于标定技术的算法，即在实验室内利用均匀的高温和低温黑体对红外焦平面进行标定，从而计算出增益和偏移系数的方法，例如两点法、扩展两点法，多点标定查表法、多点标定拟合法。
《2024年非制冷红外热成像系统研究》范文
《非制冷红外热成像系统研究》篇一一、引言非制冷红外热成像系统，作为现代红外技术的重要组成部分，已在多个领域展现出其巨大的应用潜力。
它以独特的技术特点和性能，广泛应用于军事侦察、夜视监控、工业检测和医学诊断等领域。
本文将对非制冷红外热成像系统的原理、构成及发展进行详细阐述，并通过实例分析其在实际应用中的效果。
二、非制冷红外热成像系统原理及构成非制冷红外热成像系统基于红外辐射的物理效应，通过红外探测器将接收到的红外辐射转换为电信号，再经过一系列的信号处理和图像处理，最终形成红外图像。
该系统主要由红外探测器、光学系统、信号处理电路和图像处理电路等部分组成。
1. 红外探测器：是整个系统的核心部分，负责接收红外辐射并将其转换为电信号。
非制冷红外探测器利用微测辐射热效应或光子探测效应进行工作，无需制冷即可实现高效的红外探测。
2. 光学系统：负责将目标物体的红外辐射聚焦到探测器上，保证探测器的正常工作。
3. 信号处理电路：对探测器输出的电信号进行放大、滤波和数字化等处理，以提高信噪比和图像质量。
4. 图像处理电路：对数字化后的图像信号进行进一步的处理，如增强对比度、去除噪声等，以获得清晰的图像。
三、非制冷红外热成像系统的发展随着科技的不断发展，非制冷红外热成像系统在技术性能和应用领域方面取得了显著的进步。
首先，在技术性能方面，探测器的灵敏度、分辨率和响应速度等指标不断提高，使得系统能够更好地捕捉目标物体的红外辐射信息。
其次，在应用领域方面，非制冷红外热成像系统已广泛应用于军事侦察、夜视监控、工业检测和医学诊断等多个领域。
此外，随着人工智能技术的发展，非制冷红外热成像系统与人工智能的结合也成为了新的研究方向，为系统的智能化和自动化提供了可能。
四、实例分析以军事侦察为例，非制冷红外热成像系统在夜间和复杂环境下的侦察能力显著提高。
系统能够快速捕捉目标物体的红外辐射信息，并通过图像处理技术生成清晰的图像，为军事行动提供有力的支持。
非制冷型红外探测器原理
非制冷型红外探测器原理非制冷型红外探测器是一种用于探测红外辐射的设备，它利用红外辐射与物体的热量之间的关系来测量物体的温度。
与传统的制冷型红外探测器相比，非制冷型红外探测器具有更大的优势，如更低的成本、更小的尺寸、更长的使用寿命等。
非制冷型红外探测器的工作原理基于一个重要的物理现象，即红外辐射是物体在室温下释放的热量。
任何物体都会发出一定波长的红外辐射，而这些辐射的强度与物体的温度密切相关。
非制冷型红外探测器利用这个特性来测量物体的温度。
非制冷型红外探测器通常由红外探测器、光学系统和信号处理电路组成。
红外探测器是器件的核心部件，它负责将红外辐射转换为电信号。
常见的红外探测器有热电偶和热释电型。
热电偶是最早被使用的红外探测器之一，它基于热电效应。
当红外辐射照射到热电偶上时，偶极子材料会因温差产生电压信号。
这个信号随着红外辐射的强度变化而变化，从而实现红外辐射的探测。
热电偶的优点是简单、灵敏度高，但其响应时间较长。
热释电型红外探测器则是利用热释电效应来工作的。
它通常由一块热敏材料和一对电极组成。
当红外辐射照射到热敏材料上时，材料的温度会上升，导致电极之间的电荷变化。
这个电荷变化被转换为电压信号并进行放大处理，从而实现红外辐射的探测。
热释电型红外探测器的优点是快速响应和高灵敏度，但其相对复杂，制造工艺要求较高。
除了红外探测器，光学系统也是非制冷型红外探测器不可或缺的部分。
它负责将红外辐射聚焦到探测器上。
光学系统通常由透镜和反射镜组成，它们能够对红外辐射进行聚焦和反射，使探测器能够接收到更多的红外辐射，从而提高探测器的灵敏度和性能。
信号处理电路是非制冷型红外探测器另一个重要的组成部分。
它负责接收、放大和处理探测器输出的电信号，并将其转换为可用的红外温度信息。
信号处理电路通常包括滤波器、放大器和模数转换器等，可根据需求进行设计和组合。
非制冷型红外探测器在许多领域中得到广泛应用。
例如，在工业领域，它可以用于检测设备运行状况、监测热量分布等。
非制冷红外技术及应用
非制冷红外技术及应用非制冷红外技术及应用蓝海光学招募：镜头装配主管，镜头销售人员光学人生，你的精彩人生！一、红外热成像技术简介自然界所有温度在绝对零度（-273℃）以上的物体都会发出红外辐射，红外图像传感器则将探测到的红外辐射转变为人眼可见的图像信息。
红外成像技术涵盖了红外光学、材料科学、电子学、机械工程技术、集成电路技术、图像处理算法等诸多技术，红外成像装置的核心为红外焦平面探测器。
二、非制冷红外技术概述2.1 非制冷红外技术原理非制冷红外探测器利用红外辐射的热效应，由红外吸收材料将红外辐射能转换成热能，引起敏感元件温度上升。
敏感元件的某个物理参数随之发生变化，再通过所设计的某种转换机制转换为电信号或可见光信号，以实现对物体的探测。
非制冷红外焦平面探测器分类2.2 非制冷红外探测器的关键技术热释电型红外辐射使材料温度改变，引起材料的自发极化强度变化，在垂直于自发极化方向的两个晶面出现感应电荷。
通过测量感应电荷量或电压的大小来探测辐射的强弱。
热释电红外探测器与其他探测器不同，它只有在温度升降的过程中才有信号输出，所以利用热释电探测器时红外辐射必须经过调制。
探测材料：硫酸三甘肽、钽酸锂、钽铌酸钾、钛（铁电）酸铅、钛酸锶铅、钽钪酸铅、钛酸钡热电堆由逸出功不同的两种导体材料所组成的闭合回路，当两接触点处的温度不同时，由于温度梯度使得材料内部的载流子向温度低的一端移动，在温度低的一端形成电荷积累，回路中就会产生热电势。
（塞贝克效应Seebeck）而这种结构称之为热电偶。
一系列的热电偶串联称为热电堆。
因而，可以通过测量热电堆两端的电压变化，探测红外辐射的强弱。
二极管型利用半导体PN结具有良好的温度特性。
与其他类型的非制冷红外探测器不同，这种红外探测器的温度探测单元为单晶或多晶PN结，与CMOS工艺完全兼容，易于单片集成，非常适合大批量生产。
热敏电阻型（微测辐射热计）利用热敏电阻的阻值随温度变化来探测辐射的强弱。
非致冷焦平面阵列(UFPA)红外探测器 说明书
非致冷焦平面阵列 (UFPA)红外探测器
非致冷焦平面阵列 (UFPA)红外探测器是一种热探测器,是热像仪的核心器件. 广微积电的UFPA采用的是MEMS加工工艺,从而突破了历来热像仪成本高昂的障碍，"使传感器领域发生变革". 另外，相对于采用低温制冷系统的制冷焦平面阵列, 它的成本大为降低,可靠性大大提高; 同时维护简单、工作寿命延长，因为低温制冷系统和复杂扫描装置常常是红外系统的故障源。
非致冷探测器的灵敏度(D）相对于制冷型略差,但是以大的焦平面阵列来弥补，便可和第一代MCT探测器争雄, 对许多应用，特别是监视与夜视而言已经足够。
广阔的准军事和民用市场更是它施展拳脚的领域。
主要性能介绍
à阵列大小: 160x120
àNETD: < 100mK/F1.0 (简单说来就是配上F1.0的镜头, 可以分辨物体0.1K的温度变化)
à帧频: 50Hz
à输出方式: 14bit数字输出/Video信号输出
à功耗: 200mW
应用
传统热像仪由于成本高昂, 主要应用于安防领域. 由于成本的降低, 这种传感器可以用于很多新的领域. 设计侧重于新领域的应用开发以及系统功能(如自动对焦, 视频处理以及存储)的增强上.。
非制冷红外焦平面探测器及其技术发展动态
３ ． Ｃｈ ｉ ｎ ａＡｉ ｒ ｂ ｏ ｒ ｎ ｅＭ ｉ ｓ ｓ ｉ ｌ ｅ Ａｃ ａ ｄ ｅ ｍ ｙ， Ｌ ｕ ｏ ｙ ａ ｎ ｇ４ ７ １ ０ ０ ９ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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LWIR
• 长波红外在地面大 气环境的传输最好 • 长波红外与室温目 标的红外辐射光谱 的匹配最好 • 战场环境烟雾环境 Байду номын сангаас应性好 • 非制冷长波红外成 像成本较低
4
红外成像技术优势
隐蔽性好 全天时
被动式目标成像与识别，隐 蔽性好 能真正做到24小时全天时监控， 不受白天黑夜影响 不受电磁影响，能远距离精 确跟踪热目标 可穿透烟雾、雾霾、云雾成像， 在恶劣天气条件下的成像效果 几乎不受影响。
国内红外成像市场发展
与全球红外成像市场相比，国内红外成像市场整体还不太成熟； 国内装备市场底子偏薄、成长空间可观； 测温工具、单目手持夜视个人装备等领域还有很大的增长空间； 随着红外成像在安防、汽车夜间辅助驾驶、无人机、手机等领域的应用，我国 民用红外成像有望呈现爆发式增长。
9
红外成像探测器技术
制冷光子型
原理：光子型探测 优势：成像距离远，成像清晰，响应时间快，可高帧频工作（400Hz)； 劣势：系统功耗大，体积大，成本高，运行时间受制冷机寿命限制； 应用：红外雷达，光电吊舱，导引头等远距离观测与跟踪高端军用
非制冷热式
原理：热式探测原理 优势：SWaP-C 劣势：成像距离较近，不适合点目标，成像图形噪声高 应用：单兵武器、低成本导引头等军用及电力测温、安防，汽车，工业检 测等民用市场
非制冷红外成像技术流派
20世纪90 年代末，非制冷红外焦平面探测器的技术流派基本定型，下图是现今市场上仍保 持占有率的两类micro-bolometer技术（VOx和a-Si ）及其承袭关系。
VOx
Honeywell 1990~1994 LORAL 1996 LOCKHEED MARTIN 2000 SCD NEC BAe System ROCKWELL 1996 BOEING 2001 DRS RAYTHEON Vision System 1992 1997 INDIGO 2004 2004 FLIR L-3 Communications ULIS AMBER HUGHES 1997
非制冷红外焦平面探测器技术 及典型应用
夜视成像技术—红外成像
人眼可见光谱范围大约为390～760nm，对红外线不可见 高于绝对零度（-273℃）的物体都不断的辐射红外线 红外辐射无处不在！
电磁光谱图
红外辐射发现者：英国科学家赫歇尔(1800年）
2
红外波段大气窗口
物体红外辐射的能量与波长，取决于物体温度 室温目标（300K）辐射中心波长约为10μm 大气窗口：1~2.5μm SWIR，3~5μm MWIR与8~14μm LWIR
3
不同波段红外成像特征
SWIR
• 可使用常规可见光 镜头，可透过玻璃 成像 • 可探测1.06μm及 1.55μm激光 • 可复现可见光图像 细节
MWIR
• 在高温、潮湿的海 洋大气条件下，中 波红外的传输优于 长波红外 • 如舰船发动机等高 温目标中波红外特 征明显 • 中波制冷红外的技 术成熟度
11
红外成像技术—发展史
1800年， 赫胥尔发现了红外线 （水银温度计）
1800 1901年，Langley 利用探测到
1/4英里外的一头牛（电阻 式测辐射热计） 1930 光机扫描、红外 摄像管技术
1940 1956
AIM-9响尾蛇导弹 （光子单元型）
光机扫描红外成像技术
1965
1980 制冷光子型红外成像技术
红外测温
森林/仓储防火、电力监测、疫病防 控、建筑节能评估、工业测温等
6
民用市场
安防监控、车载、电力测温、消防救援、疾病防控等 在监控市场中，安防厂家大举进入。美国FLIR公司、国内海康、大华等专业 厂家已经进入市场，应用范围扩大到政府机关、银行、交通、停车场、发电 站、危险品仓库等领域; 汽车夜视增长潜力巨大，欧盟新车安全评鉴协会（Euro NCAP）发布的最新 欧洲新车碰撞测试会促进市场增长，采用热成像解决方案来减少夜间行人碰 撞的发生； 民用市场对探测器信价比及产品一致性要求较高。
焦平面探测器关键指标
图像分辨率：阵列规模、像元尺寸； 性能基础指标：噪声等效温差（NETD）、热响应时间（ Thermal constant time)，工作帧频（Frame rate)，动态范围（ Dynamic Range），功耗 非均匀性：响应非均匀性、固定图形噪声、3D噪声； 质量品控：盲元、坏簇、产品一致性 易用性：TEC-less，Shutter-less，Sun-safe, Vibration/Shock Capable。
探测能力强：一般长焦热成 像仪能观测3千米以上的人员 和6千米以上的车辆。 可识别迷彩等伪装，分辨人体 车辆能力强
抗电磁干扰
红外成像能穿透烟雾看到后面的人
准全天候
作用距离 远
辨伪能力强
红外成像能看到树丛后的人员
5
红外成像典型应用
夜视成像
国防装备、汽车夜间辅助驾驶、安 防监控、消防救援、城市安全、执 法、个人消费电子、
7
个人消费市场
个人红外成像，如消费级无人机红外成像载荷，安全视觉、狩猎、户外观等;
个人视觉系统应用：护目镜、安全视觉、狩猎、户外观察 智能家电应用：空调、微波炉等家居应用，采用低成本、小面阵传感器 家庭安防：红外成像不泄漏家庭隐私，可以实现家庭24小时安全监控 手机型工具类热像仪
8
非制冷型红外成像技术
2000
个人消费红外成像技术
now
12
非制冷红外成像技术流派
1978年，Raytheon和TI 团队分别申请了BST技术专利。 80 年代， Raytheon 与 Honeywell 获得美国政府 HIDAD 支持，研制非制冷红外焦平面探测 器。Raytheon致力于将BST技术商用化，而Hollywell则选择研究VOx技术。 1990~1994 年， Hollywell 将其研发成功的 VOx 技术先后转让给多家公司，形成了国际上 非制冷红外焦平面探测器主要供应商，如：FLIR 、Raytheon Vision System、BAe System 、DRS、SCD、NEC等。 90 年代中期， TI公司开放其 BST 热成像技术至商用领域，但由于其在性能方面落后于 VOx 技术，市场前景不乐观。同一时期，TI公司开始研制a-Si技术，后TI将这两项技术 打包卖给Raytheon commercial IR，后者在2004年又将其一起转卖给L-3。） 90年代末，法国CEA/LETI机构研制的a-Si技术获得成功，后将其授权给ULIS。