军事方面应用的红外成像技术

时间:2015-02-09 09:04 来源:杰创立作者:杰创立点击:次

第二代红外成像技术可选择长波和中波红外。提高红外焦面探测器的积分时间，弥补了中波红外能量比长波红外能量低的不足，所以也能获得像质优良的室温景物热像。现在，人们用同样办法将红外成像的波段扩展到短波红外，以获取室温景物反射夜天光的红外图像。

短波红外成像仪主要由红外望远镜、红外焦平面探测器、信号处理部件／软件、光学机械平台等组成。因其他组部件相当成熟，故短波红外成像技术的关键是短波红外焦平面探测器技术。

量子型短波红外焦平面探测器可以有效探测短波红外信号，是探测短波红外辐射的最佳方法。用半导体材料探测短波红外辐射的主要优点是：半导体中电子跃迁所需的能量很小，可以有效响应1～2.5 ym的短波红外辐射：发生在半导体主能带之间，可达到60%～95%。同时，还具有如下优点：

(1)利用量子效应探测的灵敏度高，响应速度快。

(2)短波红外探测器可在室温下T作，不需要制冷器，制冷后性能更高，寿命更长（在l04 h量级）。

(3)短波红外焦平面探测器的厚度很小（2 mm左右），不需要真空，体积小，质量轻（预计只有数十克）。

(4)因没有制冷限制，所以容易实现“片上系统”。1.4短波红外成像与微光夜视、非制冷红外成像技术的比较

短波红外焦平面探测器是新型红外焦平面器件。采用短波红外焦平面探测器，可利用夜天光1～2.5 pom波段的所有能量，明显提高夜视器材的灵敏度和作用距离。

短波红外成像仪与非制冷长波红外热像仪在红外光学望远镜上的差别是：在军事应用巾非制冷长波红外热像仪一般需要锗晶体的大口径红外望远镜，增大了非制冷热像仪的体积、质量和价格。短波红外成像仪的体积、质量与可见光、微光器材接近。表l对三种技术进行了简要比较，便于理解三者之间的异同。

准确地讲，短波红外成像技术的发展填补了从可见光到长波红外波段之间在短波红外光谱的空白，在某些应用中有其独特的优势

短波红外成像仪的军事应用是以其技术特点为基础的，其技术特点为：

(1)可见光／短波红外双波段成像

多数可见光的光学材料都可以透过短波红外，因此可见光与短波红外可以实现共口径的可见光／短波红外的双波段成像，例如，实现向光与短波红外图像的融合、电视与短波红外的图像融合，提高光学器材的性能。

(2)探测短波红外激光

短波红外成像仪可以探测相应波段的短波红外激光，特别是探测测距或照射指示的1.06 微米、人眼安全的1.5X 微米激光。

(3)被动／主动短波红外成像

短波红外成像仪与激光照明光源结合，形成被动／主劫的红外成像，提高了作用距离。俄罗斯的试验表明：作用距离为2 000 m的短波红外成像仪用激光进行照明后，可提高到6000。此外，采用距离选通方式，可获得某一距离区间的红外图像，提高红外成像仪识别目标的能力。

(4)激光／短波红外成像系统集成

将激光测距仪与短波红外成像仪集成在一起可产生新的功能，同时获得目标的距离像和红外图像，将两者融合后获得了具有距离信息的红外图像。将激光识别仪与短波红外成像仪集成，实现探测、敌我识别一体化。将激光通信与短波红外成像仪集成为一体，可实现视距内的点对点观察与通信。

基于上述技术特点，短波红外成像技术在军事上的典型应用如下：

(1)夜视

短波红外成像仪将来可以作为新一代的夜视器材大量装备于部队。

此外，还可以作为轻武器昼夜瞄具、机动平台的夜间辅助驾驶仪等。

(2)侦察与监视、遥感

短波红外成像仪可用于C41SR系统巾的侦察、监视、遥感等车载、机载、星载的战场感知部分，用于战场侦察、监视、毁伤评估、遥感等。例如，绿色植物对可见光的反射很弱，对近红外和短波红外的反射能力很强，人造绿色涂料对短波红外的反射能力却很弱，采用短波红外成像有利于识别用绿色涂料伪装的军事目标。

(3)遥感系统

短波红外成像仅易于与光学、电视集成为一体，作为各种武器系统的图像传感器。

(4)红外成像制导

将短波红外成像与电视集成为一体，形成电视／短波红外双波段成像制导，使红外成像制导内容更丰富。

(5)光电对抗

短波红外成像仪能大范围、精确地探测短波红外激光光源的位置，可以作为光电对抗系统的传感器使用。