红外热像仪性能参数的评价 被引量：13

1

作者 苏红雨 张宪亮 陈宇 《中国测试》 CAS 2010年第1期14-19,共6页

红外热像仪性能参数标准的传递,是通过高精度黑体、标准靶标和标准准直器对其进行准确测试。而高精度黑体的量值可溯源到中国测试技术研究院建立的全辐照国家基准黑体辐射源,保证了测量高灵敏度热像仪的必备条件。目前,国家唯一的全辐... 红外热像仪性能参数标准的传递,是通过高精度黑体、标准靶标和标准准直器对其进行准确测试。而高精度黑体的量值可溯源到中国测试技术研究院建立的全辐照国家基准黑体辐射源,保证了测量高灵敏度热像仪的必备条件。目前,国家唯一的全辐照基准装置和红外热像仪性能参数检测校准装置达到国际同类标准的先进水平,在国内处于领先地位。 展开更多

关键词 黑体 辐射温度 SiTF netd MTF 不确定度

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红外成像系统噪声等效温差参数测试算法及应用研究 被引量：6

2

作者 刘收 杨旸 +2 位作者 周龙 杨广志 万英 《计算机测量与控制》 2015年第3期975-978,共4页

噪声等效温差(NETD)是表征红外成像系统灵敏度的关键参数,也是评估红外成像系统性能的重要参数之一,应用广泛。通过对红外成像系统3D噪声、信号传递函数(SiTF)、NETD等参数测试方法、算法和流程研究,给出一种基于视频文件的3D噪声离线... 噪声等效温差(NETD)是表征红外成像系统灵敏度的关键参数,也是评估红外成像系统性能的重要参数之一,应用广泛。通过对红外成像系统3D噪声、信号传递函数(SiTF)、NETD等参数测试方法、算法和流程研究,给出一种基于视频文件的3D噪声离线对比测试方法和一种SiTF线性区自动判断计算斜率算法,在此基础上针对某型技术保障装备国产化光电检测平台开发了配套应用软件功能模块;实现了通过计算单位均方根噪声所对应的SiTF斜率值,分析得出系统NETD参数值的功能;以某型热像仪为被测对象,开展了测试结果重复性和一致性试验,并与I-SITE红外整机测试系统进行了对比测试;实验结果表明开发的NETD参数测试功能模块测试精度和重复性满足设计要求,具有较高实用价值,已进行了工程应用。 展开更多

关键词 噪声等效温差 信号传递函数 三维噪声 红外成像系统

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红外系统NETD测试对比与分析 被引量：5

3

作者 魏东 徐世伟 王大鹏 《光电技术应用》 2012年第6期38-41,共4页

指出传统NETD测试中的不足之处,并加以改进。提出实验室条件下基于数字图像的精确测量方法,并对测试结果进行修正。对测试得到的两组数据进行对比分析,指出该方法更加准确地反映出红外系统的NETD。

关键词 噪声等效温差 传递函数 标准偏差

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电子器件无损检测光学微扫描显微热成像系统 被引量：4

4

作者 高美静 范祥瑞 +1 位作者 顾海华 吴伟龙 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2013年第7期779-784,共6页

为了给半导体器件、印刷电路板和功率器件等电子器件提供细微热分析的手段,完成电子电路的故障检测、失效分析和可靠性检测等,本文基于非制冷焦平面探测器设计了一种新型的光学微扫描显微热像仪。介绍了系统的工作原理、系统构成、工作... 为了给半导体器件、印刷电路板和功率器件等电子器件提供细微热分析的手段,完成电子电路的故障检测、失效分析和可靠性检测等,本文基于非制冷焦平面探测器设计了一种新型的光学微扫描显微热像仪。介绍了系统的工作原理、系统构成、工作过程,研究推导了系统噪声等效温差(NETD)和噪声等效辐射率差(NEED)模型,为系统的设计提供了理论指导,基于Matlab完成了整个系统的图像采集处理界面设计。实际图像采集和处理结果表明了本系统设计的合理性。随着产品化,本系统将会用到其他需要显微热分析的场合,具有广泛的应用前景。 展开更多

关键词 光学工程 光学微扫描显微热像仪 噪声等效温差 噪声等效辐射率差 电子器件 故障检测

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光伏型红外焦平面探测器NETD的理论计算和测试分析

5

作者 毛京湘 孔金丞 +3 位作者 孔令磊 龚晓丹 黄俊博 马颖婷 《红外技术》 CSCD 北大核心 2024年第8期872-878,共7页

噪声等效温差(NETD)是表征红外焦平面探测器灵敏度的重要参数,除了器件本身的因素以外,与实际应用条件及测试条件密切相关。从红外焦平面探测器NETD的测试方法和流程出发,对光伏型红外焦平面探测器NETD的理论计算公式进行了推导,分析了... 噪声等效温差(NETD)是表征红外焦平面探测器灵敏度的重要参数,除了器件本身的因素以外,与实际应用条件及测试条件密切相关。从红外焦平面探测器NETD的测试方法和流程出发,对光伏型红外焦平面探测器NETD的理论计算公式进行了推导,分析了影响器件NETD的主要因素,对典型红外焦平面探测器在不同积分时间、不同电荷存储量、不同F数及半阱输出条件下的背景限NETD进行了理论计算及分析。在固定背景温度下,通过理论公式可从某一温差的NETD推算出不同温差的NETD,选择典型器件进行验证,从常规NETD测试结果推算出的一组NETD与相应温差下的实测结果符合较好,其中1 K温差的NETD推算结果已非常接近实际情况,可为热像仪系统应用提供参考。 展开更多

关键词 红外焦平面探测器 噪声等效温差(netd) 背景温度 积分时间 电荷存储量 半阱输出

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扫描热成像系统NETD数学模型的研究 被引量：4

6

作者 李旭东 艾克聪 王伟 《应用光学》 CAS CSCD 2004年第4期37-40,共4页

　讨论了最近几十年发展起来的最具代表性的10种NETD模型的优缺点,在对它们进行综合分析的基础上建立起了新的适用于扫描热成像系统的NETD数学模型,得到的模型消除了光学系统大的f/#影响,增加了两个可供选择的光谱滤波函数,并考虑了占... 　讨论了最近几十年发展起来的最具代表性的10种NETD模型的优缺点,在对它们进行综合分析的基础上建立起了新的适用于扫描热成像系统的NETD数学模型,得到的模型消除了光学系统大的f/#影响,增加了两个可供选择的光谱滤波函数,并考虑了占空比在模型中的影响,建立起的模型能客观全面地用于热成像系统温度灵敏度的性能评价。 展开更多

关键词 热成像系统 噪声等效温差(netd) 数学模型

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红外焦平面阵列多次采样滤波技术 被引量：4

7

作者 隋修宝 陈钱 +1 位作者 柏连发 顾国华 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期993-998,共6页

针对红外图像信噪比不高和当前常用的二维时间延迟积分(2D-TDI)算法仅适用于静止和缓慢运动目标场合的问题,分析了信号的采集原理以及噪声特性,提出了红外焦平面阵列(IRFPA)多次采样滤波技术,通过对一帧图像的同一像元点进行多次采样的... 针对红外图像信噪比不高和当前常用的二维时间延迟积分(2D-TDI)算法仅适用于静止和缓慢运动目标场合的问题,分析了信号的采集原理以及噪声特性,提出了红外焦平面阵列(IRFPA)多次采样滤波技术,通过对一帧图像的同一像元点进行多次采样的方法,在降低红外图像的随机时间域噪声的同时,保证其能够应用于快速运动目标场合;图像对比和数据测试结果表明:红外焦平面阵列多次采样滤波技术不仅具有与2D-TDI算法同等的提高红外图像信噪比的能力——将红外图像的NETD降低到原红外图像的1/姨n倍(n为对同一像元点的有效采样次数),而且突破了2D-TDI算法应用场合的限制,其能够适应于快速运动目标场景,对红外热像仪的性能提升有重要意义。 展开更多

关键词 多次采样和滤波 红外焦平面阵列 二维时间延迟积分 噪声等效温差

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“资源一号”02E星红外相机探测器成像验证方法研究 被引量：4

8

作者 安萌 梁德印 +2 位作者 聂云松 李昊谦 韩波 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2021年第4期37-45,共9页

“资源一号”02E卫星配置的红外相机采用红外探测器组件,其阵列的规模达到了8000像元。该红外探测器技术难度大,实施工艺复杂,需要突破超长线列芯片微组装技术、高性能长波材料及器件制备技术等一系列关键技术。“资源一号”02E星不具... “资源一号”02E卫星配置的红外相机采用红外探测器组件,其阵列的规模达到了8000像元。该红外探测器技术难度大,实施工艺复杂,需要突破超长线列芯片微组装技术、高性能长波材料及器件制备技术等一系列关键技术。“资源一号”02E星不具备投产验证产品进行验证的条件,因此采用一步正样的研制模式。对研制风险较大的红外相机来说,需要在方案阶段利用现有的光学系统构建实验装置,对探测器噪声等效温差、MTF等重要性能指标进行等效验证,早期发现红外探测器的不足,提升相机的定量化成像水平。文章在“委内瑞拉遥感二号”(简称“委遥二号”)卫星光学系统的基础上,对该系统与02E星红外相机的差异进行了比对分析,提出了实验参数的优化更改方案。构建了以“委遥二号”相机光学系统与02E星红外探测器组成的实验验证系统,对噪声等效温差和MTF等关键指标进行了实验验证。实验表明,文章提出的实验方法具有较好的测试等效性和精度,可以用于红外探测器在方案阶段的早期指标测试验证。 展开更多

关键词 红外探测器 成像测试验证 噪声等效温差 等效验证 “资源一号”02E 卫星

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氧化钒热敏薄膜非致冷红外探测器的等效模型 被引量：3

9

作者 黎文模 陈向东 段晓峰 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2006年第9期49-51,54,共4页

建立了氧化钒热敏薄膜微测辐射热计的PSPICE模型，结合一个具体的CMOS读出电路给出探测器的等效电路模型，分析了探测器的电学和噪声特性，根据等效模型基于微测辐射热计电阻Ro和读出电路MOS沟道宽度2个设计参数对噪声等效温差（NETD）... 建立了氧化钒热敏薄膜微测辐射热计的PSPICE模型，结合一个具体的CMOS读出电路给出探测器的等效电路模型，分析了探测器的电学和噪声特性，根据等效模型基于微测辐射热计电阻Ro和读出电路MOS沟道宽度2个设计参数对噪声等效温差（NETD）进行了优化，优化数据表明：参数Ro取值为2～11kΩ，W取值为0、1～1．0μm时，得到的NETD值为0、1334～0．1885K。 展开更多

关键词 氧化钒 红外探测器 集成电路专用个人仿真程序 噪声等效温差 优化设计

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热红外遥感器温度灵敏度提升手段简析 被引量：4

10

作者 李晓曼 赵艳华 马文坡 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第8期1655-1660,共6页

热红外遥感器主要使用遥感手段感应地物热红外辐射信息,可用于识别地物和反演地表温度参数。由于热红外遥感器在夜间的工作工作能力优于可见光,且环境适应性好,已广泛应用于资源调查、生态环境监测、灾害评估以及军事目标探测识别等领... 热红外遥感器主要使用遥感手段感应地物热红外辐射信息,可用于识别地物和反演地表温度参数。由于热红外遥感器在夜间的工作工作能力优于可见光,且环境适应性好,已广泛应用于资源调查、生态环境监测、灾害评估以及军事目标探测识别等领域。随着工程应用及科学研究的不断深入,提升热红外遥感器的探测灵敏度需求日益迫切。热红外遥感器的温度灵敏度与遥感器自身收集目标能量的能力和遥感器系统噪声特性相关。其中,遥感器系统噪声由光子噪声(景物辐射和遥感器本体背景辐射共同到达焦平面处的光子的波动)、探测器组件噪声、电路噪声共同组成。在成像谱段、积分时间、探测器及视频电路参数固定的条件下,光学系统降温能够减小其自身背景辐射,降低光子噪声,提升系统的温度灵敏度。本文通过仿真分析量化了光学系统辐射与光路设计、光学系统工作温度以及探测器冷屏设置的关系,并以某热红外遥感器为例验证了光学系统温度对热红外遥感器温度灵敏度的影响。文中的仿真分析方法和验证情况对于热红外遥感器的设计研制有参考意义。 展开更多

关键词 遥感 热红外遥感器 探测能力 测试 温度灵敏度

原文传递

高信噪比红外信号采集电路研究 被引量：3

11

作者 张兵 汪江华 +3 位作者 朱寅非 赵雪景 孙小亮 潘晓东 《电光与控制》 北大核心 2018年第3期102-105,共4页

基于某制冷型红外焦平面探测器,介绍了一种高信噪比的模拟信号采集电路。使用了噪声分析法对电路噪声来源进行分析,建立了低噪声的信号变换路径;采用信噪比(SNR)和噪声等效温差(NETD)测试相结合的方法,对电路和成像组件指标进行评价;测... 基于某制冷型红外焦平面探测器,介绍了一种高信噪比的模拟信号采集电路。使用了噪声分析法对电路噪声来源进行分析,建立了低噪声的信号变换路径;采用信噪比(SNR)和噪声等效温差(NETD)测试相结合的方法,对电路和成像组件指标进行评价;测试结果表明,组件SNR可达76 dB,NETD可达17.5 mK(环境温度300 K),信号采集过程中噪声引入量少,组件能够实现对远距离微弱小目标的探测。 展开更多

关键词 微弱目标探测 模拟信号采集 高信噪比 netd

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凝视型热成像系统信号传递函数测试与分析 被引量：2

12

作者 胡明鹏 马冬梅 刘志祥 《光学仪器》 2008年第1期6-10,共5页

信号传递函数(SiTF)是评价红外热成像系统性能的最基本的技术指标之一,该参数能够反映系统的增益、线性度、动态范围、饱和特性及均匀性。介绍了凝视型热成像系统的信号传递函数模型、测量方法和测量步骤,并详细分析了测量此参数时热成... 信号传递函数(SiTF)是评价红外热成像系统性能的最基本的技术指标之一,该参数能够反映系统的增益、线性度、动态范围、饱和特性及均匀性。介绍了凝视型热成像系统的信号传递函数模型、测量方法和测量步骤,并详细分析了测量此参数时热成像系统工作状态设置,并对其影响给出实验结果。 展开更多

关键词 凝视型热成像系统 信号传递函数(SiTF) 噪声等效温差(netd) 红外系统静态参数测试

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一种非致冷光读出红外成像阵列器件的设计 被引量：2

13

作者 杨广立 冯飞 +1 位作者 熊斌 王跃林 《半导体光电》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期327-330,337,共5页

提出了一种具有“双材料梁-微镜一体化”特征结构的光读出红外成像阵列器件。该特征结构集成了红外敏感、调制和输出读出可见光信号的双重功能。通过研究相关性能,完成了像素单元尺寸的优化设计。理论计算表明,其关键性能指标的热-机械... 提出了一种具有“双材料梁-微镜一体化”特征结构的光读出红外成像阵列器件。该特征结构集成了红外敏感、调制和输出读出可见光信号的双重功能。通过研究相关性能,完成了像素单元尺寸的优化设计。理论计算表明,其关键性能指标的热-机械灵敏度和噪声等效温差分别为2.14×10-3rad/K和2.94 mK。 展开更多

关键词 双材料梁-微镜一体化 热-机械灵敏度 热时间常数 噪声等效温差 光读出红外成像阵列器件

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长波p-on-n碲镉汞红外焦平面器件高温工作性能 被引量：1

14

作者 熊伯俊 邹雷 +3 位作者 杨超伟 秦强 孔金丞 李立华 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期672-677,共6页

碲镉汞材料为窄禁带半导体,随着工作温度的升高,材料本征载流子浓度会增加,探测器截止波长会变短,暗电流增加等,会导致器件性能降低。碲镉汞红外探测器通常在77 K温度附近工作并获得很好的探测性能,但低温工作会增加探测器的制备成本、... 碲镉汞材料为窄禁带半导体,随着工作温度的升高,材料本征载流子浓度会增加,探测器截止波长会变短,暗电流增加等,会导致器件性能降低。碲镉汞红外探测器通常在77 K温度附近工作并获得很好的探测性能,但低温工作会增加探测器的制备成本、功耗、体积和重量等。为了解决这些问题,在保证探测器正常工作性能的前提下,提升探测器的工作温度是碲镉汞红外探测器的重要研究方向。p-on-n结构的碲镉汞红外焦平面器件具有低暗电流、长少子寿命等特点,有利于在高工作温度条件下获得较好的器件性能。在不同工作温度下对p-on-n长波焦平面探测器的性能进行测试分析,在110 K时p-on-n长波碲镉汞红外焦平面探测器噪声等效温差(Noise Equivalent Temperature Difference,NETD)为25.3 mK,有效像元率为99.48%,在高温条件下具备较优的工作性能。 展开更多

关键词 高温探测器 碲镉汞 p-on-n 暗电流 噪声等效温差(netd)

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电容读出式非制冷红外焦平面阵列设计 被引量：1

15

作者 李博翰 于晓梅 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期762-767,共6页

设计了一种长支腿式电容读出式红外焦平面阵列结构,并分析了这种像元结构的热导率、热机械灵敏度和热时间常数,从中优化出了该模型的部分结构参数,并以此为依据对像元整体尺寸进行了设计。在该尺寸模型下,得到的像元热导率为3×10-7... 设计了一种长支腿式电容读出式红外焦平面阵列结构,并分析了这种像元结构的热导率、热机械灵敏度和热时间常数,从中优化出了该模型的部分结构参数,并以此为依据对像元整体尺寸进行了设计。在该尺寸模型下,得到的像元热导率为3×10-7 W/K,热机械灵敏度为162nm/K,热时间常数为35ms,该热时间常数满足人眼识别频率的需要。讨论了焦平面阵列能够高灵敏度工作的关键参数—噪声等效温差,分析计算显示,得到噪声等效温差为6mK。进行了仿真计算,得到的噪声等效温差为5mK,与计算结果非常吻合。实验表明,该系统的噪声等效温差足够小,可满足稳定输出信号的需要。最后,基于牺牲层工艺制备了长支腿结构焦平面阵列,验证了制备工艺的可行性。 展开更多

关键词 红外焦平面阵列 热机械灵敏度 热时间常数 噪声等效温差

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一种新型的应用于生物医学领域的数字热显微镜 被引量：1

16

作者 高美静 王霞 +2 位作者 金伟其 王岭雪 隋靖 《生命科学仪器》 2008年第3期17-21,共5页

本文基于非制冷焦平面探测器设计了一种新型的可应用于生物医学分析的数字热显微镜,该热显微镜可以获得长波红外显微热图像。研究了热显微镜系统噪声等效温差(NETD)和噪声等效辐射率差(NEED)模型。基于噪声等效温差模型,分析了提高系统... 本文基于非制冷焦平面探测器设计了一种新型的可应用于生物医学分析的数字热显微镜,该热显微镜可以获得长波红外显微热图像。研究了热显微镜系统噪声等效温差(NETD)和噪声等效辐射率差(NEED)模型。基于噪声等效温差模型,分析了提高系统温度分辨率的可行性方法。提出了一种基于单幅画面的非制冷焦平面探测器的非均匀校正算法,同时采用了直方图均衡化方法来提高图像的质量。基于VisualC++和已经完成的算法完成了整个系统的软件设计。实际物体的图像采集处理结果表明了该数字热显微镜设计的有效性和合理性。利用该热显微镜,可以完成微小物体的热分析,因此它将成为生物医学分析的有力手段,可以加速该领域的发展并具有广泛的应用前景。 展开更多

关键词 生物医学 非制冷焦平面探测器 数字热显做镜 噪声等效温差 非均匀校正

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红外昼夜跟瞄系统工作波段选择与分析 被引量：1

17

作者 徐胜 王虎 +2 位作者 王明歆 梁晓东 刘彤 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期321-325,共5页

针对红外系统设计中工作波段选择问题,从探测器性能、光学弥散斑、大气传输特性、目标与背景辐射特性、海杂波干扰等多个方面对中波和长波红外进行了对比分析;制定了详细的中波和长波红外热像仪昼夜探测效果摸底试验方案,得出在不同时... 针对红外系统设计中工作波段选择问题,从探测器性能、光学弥散斑、大气传输特性、目标与背景辐射特性、海杂波干扰等多个方面对中波和长波红外进行了对比分析;制定了详细的中波和长波红外热像仪昼夜探测效果摸底试验方案,得出在不同时间、不同气象条件下2种探测器对相同目标的探测试验数据。结合试验数据与理论分析,提出红外系统在用于对岸远程昼夜探测情况下波段选择的建议。 展开更多

关键词 长波红外 中波红外 噪声等效温差 辐射对比度 艾里斑

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二极管型红外焦平面阵列的噪声分析及结构优化设计（英文） 被引量：1

18

作者 朱慧慧 冯飞 +1 位作者 王跃林 李昕欣 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期647-653,共7页

二极管非制冷红外焦平面阵列(IRFPA)探测器具有广阔的前景,然而它的性能受噪声源的制约,为了得到高性能的探测器,必须研究噪声源并减小其影响.概述了探测器噪声源,量化并研究了不同噪声对探测器的影响,最后得到了二极管IRFPA的性能极限... 二极管非制冷红外焦平面阵列(IRFPA)探测器具有广阔的前景,然而它的性能受噪声源的制约,为了得到高性能的探测器,必须研究噪声源并减小其影响.概述了探测器噪声源,量化并研究了不同噪声对探测器的影响,最后得到了二极管IRFPA的性能极限,此外,计算得到了最优的结构参数.理论研究表明温度起伏噪声对应的最小噪声等效温差(NETD)为2.36mK,此时探测器热导为辐射热导,其值为2.06 nW/K.当单元尺寸为25μm×25μm的探测器的正向偏置电流为33μA,占空比为54%时可得到最优NETD为46.5 mK. 展开更多

关键词 非制冷红外焦平面阵列 二极管 噪声等效温差

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基于MEMS和光学读出的非制冷红外成像技术 被引量：1

19

作者 程腾 张青川 +1 位作者 伍小平 陈大鹏 《实验力学》 CSCD 北大核心 2011年第5期582-591,共10页

由于军事和商业应用的巨大潜力,红外成像技术至今仍是研究热点之一。针对本课题组提出的基于MEMS和光学读出的新型非制冷红外成像技术,本文一方面通过有限元仿真分析,详细讨论了新型无基底双材料微梁阵列FPA的热转换效率和热变形效率,... 由于军事和商业应用的巨大潜力,红外成像技术至今仍是研究热点之一。针对本课题组提出的基于MEMS和光学读出的新型非制冷红外成像技术,本文一方面通过有限元仿真分析,详细讨论了新型无基底双材料微梁阵列FPA的热转换效率和热变形效率,另一方面通过光学理论分析,详细讨论了光学读出系统在极限操作下的光学测量灵敏度。理论和仿真分析显示,课题组提出的非制冷红外成像技术的NETD的理论极限与当前制冷型红外成像技术的典型指标相当,约为4mK。同时,本文对设计制作的FPA,在构建的系统上进行了红外实时成像实验和理论仿真分析,显示其系统级NETD已达到110mK。 展开更多

关键词 非制冷红外成像 光学读出 微机电系统 无基底焦平面阵列 噪声等效温差

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