焦平面红外探测器应用现状

红外焦平面探测器

红外焦平面探测器介绍红外焦平面探测器（Infrared Focal Plane Array Detector，以下简称IRFPA）是一种用于探测红外辐射的器件，可广泛应用于航天、军事和民用领域。

它能够实时、高效地探测并转换红外辐射能量为电信号，从而实现红外图像的获取和处理。

工作原理IRFPA的工作原理基于红外辐射与物体表面的相互作用。

当红外辐射照射在IRFPA上时，它会导致IRFPA内的感光元件产生电子-空穴对。

感光元件通常由半导体材料制成，如硒化铟（InSb）、硫化镉汞（CdHgTe）等。

这些电子-空穴对随后在感光元件中分离并转换为电信号。

IRFPA的关键组件是焦平面阵列（Focal Plane Array，以下简称FPA），它由大量排列成矩阵的感光元件组成。

每个感光元件都对应于焦平面上的一个像素，因而整个FPA可以同时探测多个红外像素。

这些像素的信号经过放大和处理后，可以生成红外图像。

型号和特性IRFPA的型号和特性各不相同，取决于其应用领域和需求。

以下是一些常见的IRFPA型号和相应的特性：1.分辨率：IRFPA的分辨率指的是其能够探测到的最小单位像素数量。

一般而言，分辨率越高，探测到的红外图像越清晰。

常见的分辨率有320x240、640x480等。

2.帧率：IRFPA的帧率是指其每秒能够获取和处理的红外图像数量。

较高的帧率可以捕捉到快速移动的物体，对于一些动态场景非常重要。

3.波段范围：不同的IRFPA可以探测不同波长范围的红外辐射，如近红外（NIR），短波红外（SWIR），中波红外（MWIR）和长波红外（LWIR）。

选择适当波段范围的IRFPA取决于具体的应用需求。

4.灵敏度：IRFPA的灵敏度是指其能够探测到的最小红外辐射强度。

较高的灵敏度意味着IRFPA可以探测到较微弱的红外辐射，对于一些低信噪比场景非常重要。

应用领域IRFPA在多个领域具有广泛的应用。

以下是一些常见的应用领域：1.热成像：IRFPA可以通过探测物体表面的红外辐射，用于热成像和温度分布检测。

红外探测技术的应用

红外探测技术的应用摘要：红外探测技术广泛应用于生活与科技的方方面面，不过红外技术的发展也经历了一个比较漫长的过程，从发现到应用，都是一点一丁的积累的。

在这个过程中，红外技术也慢慢改变，极大方便人们的生活。

关键词：红外探测技术；应用；发展趋势一、引言红外辐射是波长介于可见光与微波之间的电磁波辐射，人眼察觉不到。

要察觉这种辐射的存在并测量其强弱，必须把它转变成可以察觉和测量的其他物理量。

一般说来，红外辐射照射物体所引起的任何效应，只要效果可以测量而且足够灵敏，均可用来度量红外辐射的强弱。

现代红外探测器所利用的主要是红外热效应和光电效应。

这些效应的输出大都是电量，或者可用适当的方法转变成电量。

红外探测技术是利用目标辐射的红外线来搜索、探测和跟踪目标的一门高技术。

由于红外探测器环境适应性好、隐蔽性好、抗干扰能力强、能在一定程度上识别伪装目标，且具有设备体积小、重量轻、功耗低等特点，所以在军事，医疗，工程等领域都得到广泛的应用。

二、红外探测的发展历史发展过程：1800 年, 英国人赫婿尔用水银温度计发现红外辐射。

1821 年, 塞贝克发现温差电效应, 之后把热电偶、热电堆用于红外探测器。

1859 年, 基尔霍夫提出有关物体热辐射吸收与发射关系的定律。

1879～1884年, 斯特番•玻尔兹曼提出了有关绝对黑体总辐射能量与其绝对温度之间关系的定律。

1893 年, 维恩推出黑体分布的峰值与其温度之间关系的位移定律。

1900 年, 普朗克发表能量子模型和黑体辐射定律, 导出黑体光谱辐射出射度随温度和波长变化的关系式。

上述这些工作为红外技术的发展奠定了坚实的理论基础。

在1910～1920 年的10 年中, 出现了探测舰船、飞机、炮兵阵地和冰山等目标的红外装置, 发展了通信、保安、红外测温等设备。

二战期间, 出现了红外变像管、光子探测器等, 开创了夜视技术。

1952～1953 年, 美国研制出世界上最早的热像仪,1956 年长波热像仪问世, 随后, 1964 年美国TI 公司研制的热像仪成功地用在越南战场上。

焦平面APD探测器的国内外技术现状和发展趋势

红外焦平面探测器的国内外技术现状和发展趋势一、焦平面APD探测器的背景及特点焦平面APD探测器主要是由：APD阵列和读出电路(ROIC)两部分组成，其中APD是核心元件。

1、APD雪崩光电二极管（APD）是一种具有内部增益的半导体光电转换器件，具有量子响应度高、响应速度快、线性响应特性好等特点，在可见光波段和近红外波段的量子效率可达90%以上，增益在10～100倍，新型APD材料的最大增益可达200倍，有很好的微弱信号探测能力。

2、APD阵列的分类按照APD的工作的区间可将其分为：Geiger-modeAPD（反向偏压超过击穿电压）和线性模式APD（偏压低于击穿电压）两种。

（1）Geiger-modeAPD阵列的特点优点：1）极高的探测灵敏度，单个光子即可触发雪崩效应，可实现单光子探测；2）GM-APD输出信号在100ps量级，即有高的时间分辨率，进而有较高的距离分辨率，厘米量级；3）较高的探测效率，采用单脉冲焦平面阵列成像方式；4）较低的功耗，体积小，集成度高；5）GM-APD输出为饱和电流，可以直接进行数字处理，读出电路(ROIC)不需要前置放大器和模拟处理模块，即更简单的ROIC。

缺点：1）存在死时间效应：GM-APD饱和后需要一定时间才能恢复原来状态，为使其可以连续正常工作需要采用淬火电路对雪崩进行抑制。

2）GM-APD有极高的灵敏度，其最噪声因素更加敏感，通道之间串扰更严重。

（2）线性模式APD阵列的特点优点：1）光子探测率高，可达90%以上；2）有较小的通道串扰效应；3）具有多目标探测能力；4）可获取回波信号的强度信息；5）相比于GM-APD，LM-APD对遮蔽目标有更好的探测能力。

缺点：1）灵敏度低于GM-APD；（现今已经研制出有单光子灵敏度的LM-APD）2）读出电路的复杂度大于GM-APD（需对输入信号进行放大、滤波、高速采样、阈值比较、存储等操作）。

（其信号测量包括强度和时间测量两部分）按照基底半导体材料APD可分为：SiAPD、GeAPD、InGaAsAPD、HgCdTeAPD。

红外探测器

红外探测器1 红外探测器应用发展红外探测器由于诸多特点在军用和民用领域都取得了广泛的应用，红外探测器在红外系统中起着至关重要的作用。

简述国内外红外探测器部分最新的研究成果和动态，关于红外成像技术发展，讨论红红外探测器应用中的一些新技术、发展重点和难点，对以后一段时期内的红外探测器发展及其市场前景进行展望。

2 红外探测器应用背景红外探测器具有作用距离远、抗干扰性好、穿透烟尘雾霾能力强、可全天候、全天时工作等优点，在军用和民用领域都得到了极为广泛的应用。

在军事上，包括对军事目标的搜索、观瞄、侦察、探测、识别与跟踪；对远、中、近程军事目标的监视、告警、预警与跟踪；红外探测器的精确制导；武器平台的驾驶、导航；探测隐身武器系统，进行光电对抗等。

在民用领域，在工业、遥感、医学、消费电子、测试计量和科学研究等许多方面也得到广泛应用。

目前国外红外成像器件已发展到了智能灵巧型的第四代，在光电材料、生产工艺及系统应用等方面都取得了丰硕的成果，但是国内红外相关技术研究与生产起步较晚，并且受工业基础制约，发展远滞后于国外，而市场需求却持续强劲，无论在军用还是民用领域都有巨大的发展空间。

3 红外探测器现状分析从第一代红外探测器至今已有40余年历史，按照其特点可分为四代：第一代（1970s-80s）主要是以单元、多元器件进行光机串/并扫描成像；第二代（1990s-2000s）是以4×288为代表的扫描型焦平面；第三代是凝视型焦平面；目前正在发展的可称为第四代，以大面阵、高分辨率、多波段、智能灵巧型系统级芯片为主要特点，具有高性能数字信号处理功能，甚至具备单片多波段融合探测与识别能力。

在红外探测器发展过程中，新材料、新工艺、新器件、新方法不断涌现，按工作环境可分为致冷型和非致冷型两大类。

3.1 高性能致冷型红外探测器此类器件需要在低温下（77K）工作，相比非致冷器件成像质量优异、探测灵敏度高，通常又可分为传统型和量子阱焦平面探测器。

红外检测发展现状及未来趋势分析

红外检测发展现状及未来趋势分析引言：红外检测是一种基于红外辐射原理的非接触式检测技术，已经广泛应用于军事、医学、工业、安防等领域。

本文通过分析红外检测的现状及未来趋势，将对该技术的发展做出预测。

一、红外检测的现状1. 红外检测技术的应用领域红外检测技术已在军事领域得到广泛应用，包括导弹制导、夜视设备、无人机目标识别等。

同时，医学领域也使用红外检测技术进行疾病诊断，如乳腺癌早期诊断、体温检测等。

此外，工业应用上的红外检测主要用于辐射计算、材料表征、热成像等。

2. 红外检测技术的发展瓶颈尽管红外检测技术在多个领域表现出良好的应用前景，但仍面临一些挑战。

例如，高分辨率红外成像系统的制造成本较高，导致其在大规模工业应用中存在一定局限性。

另外，红外图像去噪和图像增强算法仍需要进一步改进，以提高图像质量和准确性。

3. 红外检测技术的发展趋势红外检测技术未来的发展趋势将主要聚焦于以下几个方面：- 制造成本下降：随着红外检测技术的进一步发展，制造成本预计将逐渐降低，从而推动该技术在广泛领域的应用。

- 分辨率改进：随着红外检测传感器的不断改进，高分辨率红外图像的产生将成为可能，提高图像质量和清晰度。

- 数据处理技术的突破：通过改进红外图像处理算法和人工智能技术，能够进一步提高红外图像分析的准确性和效率。

- 模块化设计：红外检测设备的模块化设计将使其更加灵活和易于维护，降低维修成本。

二、红外检测的未来趋势1. 军事应用领域红外检测技术在军事领域的应用将进一步扩展。

高分辨率红外传感器的发展将为导弹制导、目标识别等提供更精准的数据。

此外，隐形技术也将得到进一步的提升，使得军事装备的隐蔽性能得到增强。

2. 医学应用领域红外检测技术在医学领域的应用将更加广泛。

随着红外成像设备的进一步普及，乳腺癌早期检测等疾病预防工作将变得更加容易。

同时，红外热成像技术在病理诊断中的应用也将得到加强。

3. 工业应用领域红外检测技术在工业领域的应用前景广阔。

焦平面APD探测器的国内外技术现状和发展趋势

红外焦平面探测器的国内外技术现状和发展趋势一、焦平面APD探测器的背景及特点焦平面APD探测器主要是由：APD阵列和读出电路(ROIC)两部分组成，其中APD是核心元件。

1、APD雪崩光电二极管（APD）是一种具有内部增益的半导体光电转换器件，具有量子响应度高、响应速度快、线性响应特性好等特点，在可见光波段和近红外波段的量子效率可达90%以上，增益在10～100倍，新型APD材料的最大增益可达200倍，有很好的微弱信号探测能力。

2、APD阵列的分类按照APD的工作的区间可将其分为：Geiger-modeAPD（反向偏压超过击穿电压）和线性模式APD（偏压低于击穿电压）两种。

（1）Geiger-modeAPD阵列的特点优点：1）极高的探测灵敏度，单个光子即可触发雪崩效应，可实现单光子探测；2）GM-APD输出信号在100ps量级，即有高的时间分辨率，进而有较高的距离分辨率，厘米量级；3）较高的探测效率，采用单脉冲焦平面阵列成像方式；4）较低的功耗，体积小，集成度高；5）GM-APD输出为饱和电流，可以直接进行数字处理，读出电路(ROIC)不需要前置放大器和模拟处理模块，即更简单的ROIC。

缺点：1）存在死时间效应：GM-APD饱和后需要一定时间才能恢复原来状态，为使其可以连续正常工作需要采用淬火电路对雪崩进行抑制。

2）GM-APD有极高的灵敏度，其最噪声因素更加敏感，通道之间串扰更严重。

（2）线性模式APD阵列的特点优点：1）光子探测率高，可达90%以上；2）有较小的通道串扰效应；3）具有多目标探测能力；4）可获取回波信号的强度信息；5）相比于GM-APD，LM-APD对遮蔽目标有更好的探测能力。

缺点：1）灵敏度低于GM-APD；（现今已经研制出有单光子灵敏度的LM-APD）2）读出电路的复杂度大于GM-APD（需对输入信号进行放大、滤波、高速采样、阈值比较、存储等操作）。

（其信号测量包括强度和时间测量两部分）按照基底半导体材料APD可分为：SiAPD、GeAPD、InGaAsAPD、HgCdTeAPD。

焦平面APD探测器地国内外技术现状和发展趋势

红外焦平面探测器的国内外技术现状和发展趋势一、焦平面APD探测器的背景及特点焦平面APD探测器主要是由：APD阵列和读出电路(ROIC)两部分组成，其中APD是核心元件。

1、APD雪崩光电二极管（APD）是一种具有内部增益的半导体光电转换器件，具有量子响应度高、响应速度快、线性响应特性好等特点，在可见光波段和近红外波段的量子效率可达90%以上，增益在10～100倍，新型APD材料的最大增益可达200 倍，有很好的微弱信号探测能力。

2、APD阵列的分类按照APD的工作的区间可将其分为：Geiger-mode APD（反向偏压超过击穿电压）和线性模式APD（偏压低于击穿电压）两种。

（1）Geiger-mode APD阵列的特点优点：1）极高的探测灵敏度，单个光子即可触发雪崩效应，可实现单光子探测；2）GM-APD输出信号在100ps量级，即有高的时间分辨率，进而有较高的距离分辨率，厘米量级；3）较高的探测效率，采用单脉冲焦平面阵列成像方式；4）较低的功耗，体积小，集成度高；5）GM-APD输出为饱和电流，可以直接进行数字处理，读出电路(ROIC)不需要前置放大器和模拟处理模块，即更简单的ROIC。

缺点：1）存在死时间效应：GM-APD饱和后需要一定时间才能恢复原来状态，为使其可以连续正常工作需要采用淬火电路对雪崩进行抑制。

2）GM-APD有极高的灵敏度，其最噪声因素更加敏感，通道之间串扰更严重。

（2）线性模式APD阵列的特点优点：1）光子探测率高，可达90%以上；2）有较小的通道串扰效应；3）具有多目标探测能力；4）可获取回波信号的强度信息；5）相比于GM-APD，LM-APD对遮蔽目标有更好的探测能力。

缺点：1）灵敏度低于GM-APD；（现今已经研制出有单光子灵敏度的LM-APD）2）读出电路的复杂度大于GM-APD（需对输入信号进行放大、滤波、高速采样、阈值比较、存储等操作）。

（其信号测量包括强度和时间测量两部分）按照基底半导体材料APD可分为： Si APD、Ge APD、InGaAs APD、HgCdTe APD。

红外探测技术的现状与发展趋势_赵江

总第157期2007年第1期舰船电子工程Ship E l ectronic Eng i nee ri ngV o.l27N o.132红外探测技术的现状与发展趋势*赵江(东北电子技术研究所锦州 121000)摘要介绍红外探测技术的发展历程以及装备的研制、改进情况,指出在现代战争中发展红外探测技术的优势和重要性,重点探讨几种红外探测技术的性能及其特点;最后分析红外探测技术的未来发展趋势。

关键词红外探测技术;关键技术;应用中图分类号 TN9721 引言红外探测技术,国外现已发展到第四代,主要采用扫描焦平面4N或6N阵列的第二代前视红外系统。

扫描焦平面阵列(FPA)是碲镉汞多元线列并联扫描技术的进一步发展。

它不仅增加线列单元数量,且增加线列(行)数,形成串并扫描,同时采用多级时间延迟和积分(TDI)技术把串联扫描同一行单元的光电信号依次延迟并相加。

它采用阻抗低的光伏型碲镉汞材料,与硅电荷耦合器电路低耗耦合。

碲镉汞多元焦平面阵列与硅电荷耦合器中间由铟柱连接形成夹层结构,从而制成混成双片焦平面阵列红外探测器。

本文就国外红外探测技术现状与发展趋势,作进一步的研究和探讨[1]。

2 发展现状目前,美国、法国、德国、英国等已经研制出48 4、288 4、480 4、和960 4元光伏型碲镉汞扫描焦平面阵列,美国主张在第二代前视红外中采用480 4元,欧洲则采用288 4元。

扫描焦平面阵列已经成熟并列入RAH-66 曼奇升机等计划,开始在第二代前视红外以及红外成像导弹寻的器和红外搜索跟踪系统中应用。

其分辨率较第一代前视红外增加了50%~60%,探测距离更远,在恶劣气象条件下的工作也更有效[2]。

扫描焦平面阵列的优点在于降低了噪声等效温差(NETD)和最小可分辨温差(MRTD),因而使前视红外的探测距离增大了50%甚至一倍。

但是,它的探测单元数量仍然不够多,满足不了全视场成像的要求,属于扫描线列与凝视焦平面阵列之间的过渡型。

红外探测技术的进展_应用及发展趋势

红外探测技术的进展、应用及发展趋势葛文奇（中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春１３００３３）【摘要】简要介绍了红外技术的发展历史、成像原理及红外器件，并对制冷技术、红外光学系统、前视红外（ＦＬＩＲ）及红外搜索跟踪系统（ＩＲＳＴ）、红外隐身与对抗技术和数据融合技术做了概述，对红外器件、ＩＲＳＴ及其未来发展趋势进行了综述。

关键词：红外器件；制冷技术；光学系统；搜索跟踪系统（ＩＲＳＴ）；发展趋势中图分类号：ＴＮ２１５ＣｕｒｒｅｎｔＳｔａｔｕｓａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＴｒｅｎｄｓｏｆＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＧｅＷｅｎ－ｑｉ（ＣｈａｎｇｃｈｕｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｉｃｓ，ＦｉｎｅＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＰｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００３３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｈｉｓｔｏｒｙｏｆｉｎｆｒａｒｅｄｔｅｃｈｎｏｌｏｐｙ，ｉｍａｇｅｒｙｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｉｎｆｒａｒｅｄｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｃｏｏｌｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｉｎｆｒａｒｅｄｏｐｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍ，ＦＬＩＲ，ＩＲＳＴ，Ｉｎｆｒａｒｅｄｓｔｅａｌｔｈａｎｄｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｄａｔａｆｕｓｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｒｅａｌｓｏｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｔｒｅｎｄｏｆｉｎｆｒａｒｅｄｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｎｄＩＲＳＴａｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｆｒａｒｅｄｃｏｍｐｏｎｅｎｔ；ｃｏｏｌｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｏｐｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍ；ＩＲＳＴ；ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｔｒｅｎｄ１引言红外技术在军事应用的牵引和推动下，得到快速发展。

红外系统有如下４方面优点：１．环境适应性好，在夜间和恶劣气象条件下的工作能力优于可见光；２．被动式工作，隐蔽性好，不易被干扰；３．靠目标和背景之间各部分的温度和发射率形成的红外辐射差进行探测，因而识别伪装目标的能力优于可见光；４．红外系统的体积小、质量轻、功耗低。

红外焦平面成像技术发展现状

红外焦平面成像技术发展现状姓名：高洁班级：11级硕研1班学号：S11080300007摘要红外焦平面列阵成像技术已经进入了成熟期。

本文对几种红外焦平面列阵器件如MCT、Insb 和QWIP 的最新进展作一评述，简要介绍其器件发展水平、技术路线和关键工艺。

简要提及一种新颖的非制冷焦平面成像技术：光学读出微光机红外接收器。

关键词：红外焦平面列阵；碲镉汞；锑化铟；量子阱红外探测器AbstractInfrared focal plane array (IRFPA) imaging technology has been matured during the passed decade. In this paper an overview of recent progress to several kind of IRFPA such as MCT, Insb and QWIP is provided , focusing on new device development, technical lines and key technologies. Also, a new type of uncooled FPA imaging technigue micro !optomechanical infrared receiver with optical readout is briefly introduced.Key words: IRFPA; MCT; Insb; QWIP引言红外探测器技术在20 世纪90 年代取得了飞速发展。

红外焦平面列阵成像技术进入了成熟期。

高性能大规格焦平面列阵已正式地应用于各种重大国家安全项目中，例如弹道导弹防御计划和重要新型武器系统。

另外，新型非制冷红外焦平面技术的涌现正在促进红外技术走向第三代。

美国人预言，未来几年美国红外市场将出现年均30%的连续高速增长[1]。

本文简要评述了几种红外焦平面列阵器件技术的最新进展。

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。

中国红外线军用领域与民用领域应用分析

中国红外线军用领域与民用领域应用分析红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，又称红外光、红外热辐射，是波长介乎微波与可见光之间的电磁波，波长在0.76至1,000微米之间。

红外线是自然界中存在最为广泛的辐射，所有温度高于绝对零度（-273℃）的物质都不断地辐射红外线，红外线能量的大小与物体表面的温度和材料特性直接相关，温度越高，红外线能量就越大。

红外热成像仪也叫红外成像系统或红外探测系统，是一种用来探测目标物体的红外辐射，并通过光电转换、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高科技产品。

红外图像转换成可见图像分三步进行，第一步是利用对红外辐射敏感的红外探测器把红外辐射转变为微弱电信号，该信号的大小可以反映出红外辐射的强弱；第二步是利用后续电路将微弱的电信号进行放大和处理，从而清晰地采集到目标物体温度分布情况；第三步是通过图像处理软件对上述放大后的电信号进行处理，得到电子视频信号，电视显像系统将反映目标红外辐射分布的电子视频信号在屏幕上显示出来，得到可见图像。

红外热像仪组成部件及技术包括红外光学系统、红外焦平面探测器、后续电路、图像处理软件。

其中，红外焦平面探测器是红外热像仪的核心部件，探测器水平直接决定了最终形成的可见图像的清晰度和灵敏度。

它是利用红外辐射与物质相互作用所呈现出来的物理效应探测红外辐射的传感器，多数情况下是利用这种相互作用所呈现出来的电学效应。

它也是热像仪主要成本构成，在制冷热像仪中，探测器成本高达70%，在非制冷热像仪中，探测器成本占据了1/3-1/2左右。

红外探测器的设计、生产及研发涉及到材料、集成电路设计、制冷和封装等多个学科，技术难度很大。

自20世纪40年代德国研制出硫化铅探测器以来，红外技术有了很大的发展。

红外探测器发展至今可以被划分为三代，第一代以分立型为主，元数在103元以下，有线列和小面阵结构；第二代为扫描型和凝视型焦平面结构，在美国出现LADAⅠ、LADAⅡ、LADAⅢ型阵列应用的基础上发展起来的焦平面阵列，规模在103～106元；第三代以凝视型为主，规模在106元以上，且强调双波长（双色）或多波长（多色）响应和更强的智能化逻辑处理功能，以及价格较低的非制冷焦平面阵列等。

红外技术的发展现状与发展趋势

红外技术的发展现状与发展趋势第一部分红外技术的发展及主要应用领域红外技术的发展1800年，英国天文学家F.W.赫歇耳利用水银温度计来研究太阳光的能量分布发现了红外辐射，从那时起，人们就致力于研究各种红外探测器以便更好地研究和探测红外辐射。

在红外探测器发展中，以下事件具有重要意义：上世纪70年代，热成像系统和电荷耦合器件被成功地应用。

上世纪末以焦面阵列（FPA）为代表的红外器件被成功地应用。

红外技术的核心是红外探测器。

红外探测器单元红外探测器：如InSb（锑化铟）、HgCdTe（碲镉汞）、非本征硅，以及热电等探测器。

线列：以60元、120元、180 元和256元等，可以拼接到1024元甚至更多元。

4N系列扫描型焦平面阵列：如211所的研制生产的4x288。

凝视型焦平面阵列(IRFPA) ：致冷型256x256、320x240、384x288，更大规模的如640x512，1024×1024和1280×720元阵列也已有了；非致冷型160×120、320x240已广泛应用于各个行业中，384x288、640x480也已开始应用。

红外探测器按其特点可分为四代：第一代（1970s－80s）：主要是以单元、多元器件进行光机串/并扫描成像；第二代（1990s－2000s）：是以4x288为代表的扫描型焦平面；第三代：凝视型焦平面；第四代：目前正在发展的以大面阵、高分辨率、多波段、智能灵巧型为主要特点的系统芯片，具有高性能数字信号处理功能，甚至具备单片多波段探测与识别能力。

目前非制冷焦平面探测器的主流技术为热敏电阻式微辐射热计，根据使用的热敏电阻材料的不同可以分为氧化钒探测器和非晶硅探测器两种。

非制冷焦平面阵列探测器的发展，其性能可以满足部分的军事用途和几乎所有的民用领域，真正实现了小型化、低价格和高可靠性，成为红外探测成像领域中极具前途和市场潜力的发展方向。

氧化钒技术由美国的Honeywell公司在九十年代初研发成功，目前其专利授权BAE、L-3/IR、FLIR-INDIGO、DRS、以及日本NEC、以色列SCD等几家公司生产。

红外探测器简介

红外探测器设计研发部-平一、红外探测器市场以及应用领域红外探测技术目前主要分为近红外、中红外和远红外三种研究领域。

其中，中红外探测技术由于中红外线的高强度和高穿透性，应用最为广泛，研究也最为成熟；远红外的主要优点就是其穿透性，可用于探测、加热等，应用也比较广泛。

近红外，由于其包含氢氧键、碳氢键、碳氧键等功能键的特征吸收线。

大气中的水气、二氧化碳、大气辉光等也集中在这个波段。

特有的光谱特性使得短波红外探测器可以在全球气候监测、国土资源监测、天文观测、空间遥感和国防等领域发挥重大作用。

红外探测器广泛应用于军事、科学、工农业生产和医疗卫生等各个领域，尤其在军事领域，红外探测器在精确制导、瞄准系统、侦察夜视等方面具有不可替代的作用。

随着红外探测技术的飞速发展，红外探测器在军事、民用等诸多领域都有着日益广泛的应用。

作为高新技术的红外探测技术在未来的应用将更加广泛，地位更加重要。

小型红外探测器是受价格驱动的商品市场，而中型和大型阵列探测器则是受成本和性能驱动的市场，并且为新产品提供了差异化的空间。

但是在每种红外探测器技术（如热电/热电偶/微测辐射热计）之间存在着巨大的障碍。

由于这些技术都是基于不同的制造工艺，如果没有企业合并或收购，很难从一种技术转换到另外一种技术。

红外探测器已进入居民日常安防中，其中主动式红外探测器遇到树叶、雨、小动物、雪、沙尘、雾遮挡则不应报警，人或相当体积的物品遮挡将发生报警。

主动红外探测器技术主要采用一发一收，属于线形防，现在已经从最初的单光束发展到多光束，而且还可以双发双收，最大限度地降低误报率，从而增强该产品的稳定性，可靠性。

据美国相关公司市场调研分析师预测，全球军用红外探测器需求额有望在2020年达到163. 5亿美元，复合年均增长率为7. 71%。

红外探测器按探测机理可分为热探测器和光子探测器，按其工作中载流子类型可以分为多数载流子器件和少数载流子器件两大类，按照探测器是否需要致冷，分为致冷型探测器和非致冷型探测器。

红外技术的发展现状与发展趋势

红外技术的发展现状与发展趋势本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March红外技术的发展现状与发展趋势第一部分红外技术的发展及主要应用领域红外技术的发展1800年，英国天文学家.赫歇耳利用水银温度计来研究太阳光的能量分布发现了红外辐射，从那时起，人们就致力于研究各种红外探测器以便更好地研究和探测红外辐射。

在红外探测器发展中，以下事件具有重要意义：上世纪70年代，热成像系统和电荷耦合器件被成功地应用。

上世纪末以焦面阵列（FPA）为代表的红外器件被成功地应用。

红外技术的核心是红外探测器。

红外探测器单元红外探测器：如InSb（锑化铟）、 HgCdTe（碲镉汞）、非本征硅，以及热电等探测器。

线列：以60元、120元、180 元和256元等，可以拼接到1024元甚至更多元。

4N系列扫描型焦平面阵列：如211所的研制生产的4x288。

凝视型焦平面阵列(IRFPA) ：致冷型256x256、320x240、384x288，更大规模的如640x512，1024×1024和1280×720元阵列也已有了；非致冷型160×120、320x240已广泛应用于各个行业中， 384x288、640x480也已开始应用。

红外探测器按其特点可分为四代：第一代（1970s－80s）：主要是以单元、多元器件进行光机串/并扫描成像；第二代（1990s－2000s）：是以4x288为代表的扫描型焦平面；第三代：凝视型焦平面；第四代：目前正在发展的以大面阵、高分辨率、多波段、智能灵巧型为主要特点的系统芯片，具有高性能数字信号处理功能，甚至具备单片多波段探测与识别能力。

目前非制冷焦平面探测器的主流技术为热敏电阻式微辐射热计，根据使用的热敏电阻材料的不同可以分为氧化钒探测器和非晶硅探测器两种。

非制冷焦平面阵列探测器的发展，其性能可以满足部分的军事用途和几乎所有的民用领域，真正实现了小型化、低价格和高可靠性，成为红外探测成像领域中极具前途和市场潜力的发展方向。

红外技术应用及发展前景

红外技术应用及发展前景目录一、摘要 (2)二、红外技术的起源与发展 (3)三、红外技术的应用 (4)1、红外热像仪 (4)2、红外光谱仪 (4)3、红外传感器 (5)四、红外技术的发展前景 (5)1．红外技术的发展及主要应用领域 (5)2．红外技术产业的主要领域方向 (6)五、对红外技术课堂的意见及建议 (7)摘要红外技术的英文名称是：Infrared Technique。

红外技术的内容包含四个主要部分，红外辐射的性质，红外元件、部件的研制、把各种红外元、部件构成系统的光学、电子学和精密机械、红外技术在军事上和国民经济中的应用。

红外技术发展的先导是红外探测器的发展。

60年代激光的出现极大地影响了红外技术的发展，促使出现新的探测器件和新的辐射传输方式，推动红外技术向更先进的方向发展。

红外应用产品种类繁多，应用广泛。

红外线自1800年被发现以来，人们对她的研究从来没有停止过，目前已经开发出了众多的应用产品，从医疗、检测、航空到军事等领域，几乎处处都能看到红外的身影。

本文选择了红外热像、红外通讯、红外光谱仪、红外传感器等几个比较大的产品领域做介绍。

红外技术的发展前景十分的广阔，在军用和民用领域都有着极其广阔的应用。

按应用领域可分为：安防领域、消防领域、电力领域、企业制程控制领域、医疗领域、建筑领域、遥感领域等。

最后，提出对这门课程的意见及建议。

我认为每节课都应有具体的任务，明确的目的和要求，每节课都给学生留有思考的空间。

课堂教学的形式是多样的，教学形式是实现教学目的一种手段，是为课堂教学服务的。

关键字：红外辐射外探测器红外线红外技术应用及发展前景红外技术的英文名称是：Infrared Technique。

红外技术的内容包含四个主要部分：1.红外辐射的性质，其中有受热物体所发射的辐射在光谱、强度和方向的分布；辐射在媒质中的传播特性--反射、折射、衍射和散射；热电效应和光电效应等。

2.红外元件、部件的研制，包括辐射源、微型制冷器、红外窗口材料和滤光电等。

红外图像发展现状及未来趋势分析

红外图像发展现状及未来趋势分析引言：红外图像技术是一种通过探测红外辐射来捕获和呈现物体表面温度分布的技术。

自20世纪60年代以来，红外图像技术在军事、航空航天、工业和医疗等领域得到了广泛的应用。

本文将对红外图像技术的发展现状进行分析，并探讨其未来的趋势。

红外图像技术的发展现状：红外图像技术在军事领域的使用已经达到了相当高的水平。

红外热成像相机和夜视仪已经成为现代军事中的重要装备，可用于目标探测、侦察和导航等应用。

在工业领域，红外图像技术被广泛应用于故障诊断、质量控制和能源管理等方面。

此外，红外图像技术还在监测和预警系统、消防安全和医疗诊断等领域发挥重要作用。

未来趋势：1. 分辨率的提高：随着红外探测器技术的不断发展，红外图像的分辨率将得到显著提高。

目前，红外探测器的分辨率已经达到亚像素级别，未来有望进一步提高到纳米级别，这将极大地提高红外图像的细节表现力和应用范围。

2. 多光谱红外图像技术的应用：多光谱红外图像技术可以通过捕捉不同波段的红外辐射来提供更丰富的信息。

将多光谱红外图像技术应用于军事侦察、气象预测和环境监测等领域，可以提高图像的识别能力和应用的多样性。

3. 红外图像处理算法的改进：随着人工智能和深度学习算法的兴起，红外图像处理算法也将得到进一步改进。

通过训练模型识别红外图像中的目标，可以提高图像的自动化处理能力和目标检测的准确性。

4. 红外图像与其他传感技术的融合：将红外图像技术与其他传感技术（如雷达、激光雷达等）进行融合，可以提高目标探测和跟踪的能力。

例如，通过红外图像和激光雷达相结合，可以实现精确的障碍物识别和高精度导航。

5. 红外图像设备的小型化和便携化：随着红外探测器技术的进步，红外图像设备将变得越来越小巧轻便。

这将使得红外图像技术可以广泛应用于便携设备、无人机和机器人等领域，为人们提供更便利的红外图像应用。

结论：红外图像技术作为一种重要的无接触式测温和目标探测技术，在军事、工业和医疗领域发挥了重要作用。

红外测温技术研究背景意义及现状

红外测温技术研究背景意义及现状红外测温技术研究背景在人口密集，流动性较大的场所，如火车站、机场和会场等，疾病防治工作十分困难。

此外，像“非典”和“H1N1”这类疾病具有较高的传染性和发病前期较好的隐藏性，使得传统体温测量手段无法快速、准确地发现体温偏高者。

因此，快速、准确地区分体温正常者和偏高者成为防治这类疾病的重要手段。

研究意义红外测温技术可以在不接触被测量者的情况下，快速、准确地测量体温，避免了传统手段可能造成的疾病互相传染的风险。

因此，研究红外测温技术在密集人群中的应用，对于提高疾病防治工作的效率和准确性具有重要的意义。

国内外研究现状目前，国内外已经有很多研究关于红外测温技术在密集人群中的应用。

例如，在火车站、机场等场所，已经开始使用红外测温设备对旅客进行快速体温筛查。

此外，在医疗领域，红外测温技术也被广泛应用于疾病的早期诊断和治疗。

虽然红外测温技术在应用中还存在一些问题，如误差较大、环境干扰等，但是随着技术的不断发展和完善，相信这些问题将会逐渐得到解决。

红外测温技术是一种非接触测温技术，已经在测量领域发展多年。

与传统测温技术相比，它具有很多优点。

首先，它的测量不会干扰测温场，不影响测温场原有的分布，因此具有不可比拟的测量精度，理论上温度分辨率可达0.01℃。

其次，红外测温不需要与测温对象达到热平衡就能读出物体的温度，测温速度非常快，可以实时观测，便于快速与动态测量，尤其对于一些测量人员不便于接近的设备或者一些易传染疾病（如SARS、H1N1）的测量具有很大的优势。

此外，红外测温可以确定微小目标的温度，实现实时观测与自动控制，测量距离可近可远，并且可以夜间作业，具有较强的适应性。

最后，红外测温的方法在理论上无测量上限，测温范围宽。

正是由于这些优点，目前红外测温技术已经广泛应用在电力工业、航空航天、质量检测及冶金等领域。

近年来，我们先后遭遇了“非典”、“H1N1”等流行性疾病的侵扰，这些疾病最大的特点是传染性强，有潜伏性。

焦平面APD探测器的国内外技术现状和发展趋势.

红外焦平面探测器的国内外技术现状和发展趋势一、焦平面APD探测器的背景及特点焦平面APD探测器主要是由：APD阵列和读出电路(ROIC)两部分组成，其中APD是核心元件。

1、APD雪崩光电二极管（APD）是一种具有内部增益的半导体光电转换器件，具有量子响应度高、响应速度快、线性响应特性好等特点，在可见光波段和近红外波段的量子效率可达90%以上，增益在10～100倍，新型APD材料的最大增益可达200 倍，有很好的微弱信号探测能力。

2、APD阵列的分类按照APD的工作的区间可将其分为：Geiger-mode APD（反向偏压超过击穿电压）和线性模式APD（偏压低于击穿电压）两种。

（1）Geiger-mode APD阵列的特点优点：1）极高的探测灵敏度，单个光子即可触发雪崩效应，可实现单光子探测；2）GM-APD输出信号在100ps量级，即有高的时间分辨率，进而有较高的距离分辨率，厘米量级；3）较高的探测效率，采用单脉冲焦平面阵列成像方式；4）较低的功耗，体积小，集成度高；5）GM-APD输出为饱和电流，可以直接进行数字处理，读出电路(ROIC)不需要前置放大器和模拟处理模块，即更简单的ROIC。

缺点：1）存在死时间效应：GM-APD饱和后需要一定时间才能恢复原来状态，为使其可以连续正常工作需要采用淬火电路对雪崩进行抑制。

2）GM-APD有极高的灵敏度，其最噪声因素更加敏感，通道之间串扰更严重。

（2）线性模式APD阵列的特点优点：1）光子探测率高，可达90%以上；2）有较小的通道串扰效应；3）具有多目标探测能力；4）可获取回波信号的强度信息；5）相比于GM-APD，LM-APD对遮蔽目标有更好的探测能力。

缺点：1）灵敏度低于GM-APD；（现今已经研制出有单光子灵敏度的LM-APD）2）读出电路的复杂度大于GM-APD（需对输入信号进行放大、滤波、高速采样、阈值比较、存储等操作）。

（其信号测量包括强度和时间测量两部分）按照基底半导体材料APD可分为： Si APD、Ge APD、InGaAs APD、HgCdTe APD。

红外探测技术及红外探测器发展现状

红外探测技术及红外探测器发展现状中国安防行业网2014/7/25 14:10:00 关键字：红外,探测技术,发展现状浏览量：6731一、技术现状红外探测技术目前主要分为近红外、中红外和远红外三种研究领域。

其中，中红外探测技术由于中红外线的高强度和高穿透性，应用最为广泛，研究也最为成熟，甚至可以分析物质的分子组成；远红外的主要优点就是其穿透性，可用于探测、加热等，应用也比较广泛。

只有近红外，由于其强度小，穿透力一般，故长期以来没有引起重视，只是近些年来才成为研究热点，因为用近红外技术可以做某些成分的定量检测，最关键的是还不必破坏试样。

（一）技术优势红外技术有四大优点：环境适应性好，在夜间和恶劣天候下的工作能力优于可见光；隐蔽性好，不易被干扰；由于是靠目标和背景之间、目标各部分的温度和发射率差形成的红外辐射差进行探测，因而识别伪装目标的能力优于可见光；红外系统的体积小，重量轻，功耗低。

（二）制约因素目标的光谱特性；探测系统的性能；目标和探测口之间的环境和距离——这三大因素是红外技术发展过程中需要解决的主要问题。

例如：为充分利用大气窗口，探测器光谱响应从短波红外扩展到长波红外，实现了对室温目标的探测；探测器从单元发展到多元，从多元发展到焦平面，上了两大台阶，相应的系统实现了从点源探测到目标热成象的飞跃；系统从单波段向多波段发展；发展了种类繁多的探测器，为系统应用提供了充分的选择余地。

（三）国内领先技术红外探测器芯片一直受制于西方政府和供应商。

为打破国外技术垄断，2012年4月，高德红外用2.4亿元超募资金实施“红外焦平面探测器产业化项目”。

2014年2月25日，高德红外公告，公司“基于非晶硅的非制冷红外探测器”项目成果已获湖北省科技厅鉴定通过，下一阶段将开展试生产及批产工作。

据介绍，在高德红外芯片生产线上，国际主流的非晶硅和氧化钒两种工艺线路可以同时运行。

正因如此，高德红外也成为国际上少有的、国内唯一同时具备2条工艺线路的红外探测器芯片生产企业。