红外成像课件.ppt

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1、第十章红外线成像与热断层成像红外辐射探测红外线目标红外线成像热断层成像第一节红外探测器第二节红外热像仪第三节热断层成像红外线成像第一节红外探测器第二节红外热像仪第三节热断层成像第一节红外探测器第二节红外热像仪第三节热断层成像第十章红外线成像与热断层成像第一节红外探测器三、成像探测器一、热探测器二、光子探测器第一节红外探测器第二节红外热像仪第三节热断层成像红外辐射能电压、电流等（传感器）电能（探测器）红外探测器转变从F.W.赫歇尔发现红外线时使用的涂黑灵敏温度计开始，随着固体物理学及半导体物理与器件的发展，根据红外辐射与物质相互作用时产生的各种次

2、级效应，到目前已研制出多种结构新颖、灵敏度高、响应快的红外探测器。第一节红外探测器第一节红外探测器第二节红外热像仪第三节热断层成像近红外探测器中红外探测器远红外探测器红外探测分类：低温探测器(需液态He、Ne、N2致冷)中温探测器(工作温度在195～200K热电致冷)室温探测器按工作温度分按响应波长范围单元探测器多元列阵探测器成像探测器按结构和用途第一节红外探测器第一节红外探测器第二节红外热像仪第三节热断层成像根据入射辐射的热效应引起探测材料某一物理性质变化而工作一、热探测器探测材料因吸收入射红外辐射测量这些物理性质的变化就能够测量被吸收的红外

3、辐射功率温度升高产生温差电动势、电阻率变化、自发极化强度变化或者气体体积与压强变化等第一节红外探测器第二节红外热像仪第三节热断层成像原则上讲，热探测器是一类无选择性的探测器。热探测器的响应时间较长（一般为几毫秒或更长些）。一、热探测器热探测器是依据辐射产生的热效应来测量入射辐射能量的吸收速率。或者说，热探测器的响应只依赖于吸收的辐射功率，与辐射的光谱分布无关。第一节红外探测器第二节红外热像仪第三节热断层成像(2)金属和半导体热敏电阻热辐射探测器(3)热释电探测器热探测器几种类型：(1)测辐射温差热电偶和热电堆(4)气动红外辐射探测器一、热探测器

4、第一节红外探测器第二节红外热像仪第三节热断层成像二、光子探测器红外光子探测器利用入射光子流与探测材料中电子之间直接相互作用，从而改变电子能量状态，引起各种电学现象称为光子效应。根据引起光子效应的大小可以测量被吸收的光子数。并依据所产生的不同电学现象，可制成各种光子探测器。第一节红外探测器第二节红外热像仪第三节热断层成像光子探测器几种类型：(1)光电子发射探测器(2)光电导探测器(3)光-伏探测器(4)光磁电探测器二、光子探测器第一节红外探测器第二节红外热像仪第三节热断层成像二、光子探测器与热探测器不同，光子探测器是探测光子数的吸收速率，探测器的

5、响应正比于单位时间吸收的光子数。而且，欲使材料中的电子从体内逸出，或从束缚态激发到自由导电状态，吸收的光子能量必须超过某一确定值。第一节红外探测器第二节红外热像仪第三节热断层成像对景物依次扫描时能形成图像,将单元探测器置于景物的像平面上,它将响应像上该点的平均辐照度三、成像探测器如果移动光学系统或探测器，使它在像平面上扫描,则可得到像平面上辐射分布的按时间顺序排列的“图像”,它正好对应于物面的辐射分布单元探测器第一节红外探测器第二节红外热像仪第三节热断层成像成像探测器三、成像探测器由无数个单元探测器构成两类探测器的关键差别是成像探测器对整个像不

6、间断地响应,而单元探测器则必须依次探测各个像素,由此可将多个单元探测器按线阵或面阵的结构组合成多元列阵成像探测器.观测时间不同第一节红外探测器第二节红外热像仪第三节热断层成像按其工作原理可分成下列几种类型：1.热释电摄像管不同温度分布特殊热电材料靶面形成由图像产生电荷分布扫描电子束读出三、成像探测器产生不同表面电荷分布第一节红外探测器第二节红外热像仪第三节热断层成像2.光电子发射型成像探测器:(1)变像管将红外图像变为可见光图像三、成像探测器根据光电子发射随温度的变化而制成的热敏成像器件(2)热像管（光热离子变像管）两种使用较广的成像探测器：利

7、用光阴极的外光电效应制成的成像器件。第一节红外探测器第二节红外热像仪第三节热断层成像三、成像探测器3.红外电荷藕合器件（CCD):以少数载流子作为信息代表存储于MOS电容器的反型层中，并通过电极下势阱进行传输。主要用于成像、存贮和模拟延迟等方面以金属-氧化物-半导体技术为基础第一节红外探测器第二节红外热像仪第三节热断层成像第二节红外热像仪一、医用红外热像仪的原理二、医用红外热像仪的性能与参数三、红外热像仪的特点与临床应用第一节红外探测器第二节红外热像仪第三节热断层成像目标的热像图与目标的可见光图像不同目标的本身和背景之间的红外线差一、医用红外热

8、像仪的原理热红外线形成的图像称为热像图红外图像形成不是人眼所能看到的目标可见光图像而是目标表面温度分布图像表面温度分布热像图（不能直接看到）（可以看到