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1、新型红外成像技术专题介绍新型红外成像技术王春平1,屈惠明2,陈钱2(1.中国兵器科学研究院,北京,100089;2.南京理工大学电子工程与光电技术学院,南京,210094)摘要:介绍了太赫兹成像、红外偏振成像和红外相位热成像等几种新型红外成像技术的机理与成像特点,综述了这些新型红外成像技术国内外研究状况及其优势与不足,展望了各种新型成像技术的发展前景及其可能应用领域。关键词:红外成像;太赫兹成像;偏振成像;相位热成像中图分类号:TN21文献标识码:A文章编号:1005-488X(2007)01-0044-0
2、5OverviewofNovelInfraredImagingTechnologiesWANGChun-ping1,QUHui-ming2,CHENQian2(1.ChinaResearchandDevelopmentAcademyofMachineryEquipment,Beijing,100089,CHN;2.SchoolofElectronicEngineeringandOptoelectronicsTechnology,NanjingUniversityofScienceandTechnology,
3、Nanjing,210094,CHN)Abstract:Severalnovelinfraredimagingtechnologiesaresummarizedinthispaper.Theyareinfraredpolarizationimaging,phaseimaging,andterahertzimaging.Firstly,theirimagingprinciples,properties,advantagesandshortagesaredescribedindetail.Then,theirp
4、resentresearchsituationsbothnationalandinternationalareintroduced.Finally,theirpossibleapplicationareasandfuturedevelopingdirectionareprospected.Keywords:infraredimaging;terahertzimaging;polarizationimaging;phaseimaging引言目前的红外成像技术没有充分利用红外辐射的各种特性。随着探测技术和传感器
5、技术的发展,红外探测的精度和灵敏度越来越高,已可以探测温差很小的目标。现在,最先进的热像仪,其温度灵敏度已经达到了0.05°C。虽然探测的灵敏度提高了,但是,由于杂乱背景信号的限制,其探测的精度和准确度还是不高。如在目标物周围放置温度相同的噪声源,那么现有的红外热像仪就无法识别。同时,当红外成像技术发展到一定程度的时候,人们对于记录和再现现实环境的要求越来越高,要求探测技术达到对环境的全面监测。目前世界各国装备的各种红外侦察装备大都能通过探测目标的红外辐射,提供目标的二维空间信息,但无法确定目标的距离第27
6、卷第1期2007年3月光电子技术OPTOELECTRONICTECHNOLOGYVol.27No.1Mar.2007收稿日期:2007-01-22作者简介:王春平(1965—),男,副研究员。主要从事红外技术、红外成像与探测等方面的研究。屈惠明(1967—),男,博士研究生。主要从事光电信息探测、红外成像电子学等领域研究工作。(E-mail:huimingqu@163.com)陈钱(1964—),男,教授,博士生导师,长江学者,博士。主要从事光电信息探测、视频信号处理等领域研究。信息。因而随着对于环境空间参
7、数准确性的要求不断提高,拓展空间距离信息,寻找适当的实时准确的三维空间信息获取手段,己经变得越来越重要。因此,人们试图找到一些新方法来提高目标与背景信号的信噪比,改善特定环境的应用场合下对特定目标的检测准确度和清晰度,获取更加丰富的目标信息,这就是科学家们不断探索新型红外成像机理的原动力。科学家们从红外信号的不同频段、幅度、相位和偏振等特性寻求新的成像方法,一些新型红外成像技术不断研究出来。1太赫兹成像1.1太赫兹成像机理太赫兹辐射是指频率在0.1~10THz范围内的远红外电磁辐射。太赫兹成像是1995年由
8、HuBinbinm[1]等人首先提出的其原理是利用已知波形的太赫兹波作为成像射线,透过成像样品的太赫兹波的强度和相位,包含了样品复介电常数的空间分布;将透射的太赫兹波的强度和相位的二维信息记录下来,并经过适当的数字处理和频谱分析,就能得到样品的太赫兹波的三维图像。太赫兹波成像的一个显著特点是信息量大,每一像源对应一个太赫兹时域谱,通过对时域谱进行傅里叶变换又可得到每一点的太赫兹频率谱。由于太赫兹探测器阵列目前还十
