雙棱鏡濾波系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種利用了三角棱鏡反射率的變化規(guī)律來(lái)實(shí)現(xiàn)熱紅外影像成像的系統(tǒng)，尤其涉及一種雙棱鏡濾波系統(tǒng)，屬于熱紅外成像領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]利用電學(xué)讀出方法的紅外熱像儀探測(cè)器主要有鐵電型、電阻型熱探測(cè)器和熱釋電探測(cè)器。其中，鐵電型探測(cè)器的主要材料是鋯鈦酸鉛(PZT);電阻型熱探測(cè)器的熱敏感元是熱敏電阻，其材料主要是氧化釩和非晶硅；而熱釋電探測(cè)器的主要材料是鈦酸鍶鋇。
[0003]傳統(tǒng)的電學(xué)讀出方法有很多優(yōu)勢(shì)，如能夠在室溫下工作，不需要光機(jī)掃描設(shè)備，焦平面陣列與硅工藝能夠兼容，并且電學(xué)讀出方法中的集成電路技術(shù)已經(jīng)比較成熟。然而，電學(xué)讀出方法仍存在著以下幾個(gè)問(wèn)題:由于電流會(huì)通過(guò)探測(cè)單元，因此探測(cè)器單元上會(huì)產(chǎn)生附加熱量，這會(huì)影響探測(cè)器的探測(cè)精度，所以電學(xué)讀出方法的紅外熱像儀很難達(dá)到很高的探測(cè)精度。探測(cè)器單元與基底之間設(shè)置了熱隔離裝置，這是為了能夠讓探測(cè)器單元產(chǎn)生有效的局部升溫。但是，為了能夠讀出熱電效應(yīng)的變化，必須將探測(cè)器單元用導(dǎo)線與基底相連，而導(dǎo)線往往是良好的熱導(dǎo)體，這就仍然會(huì)帶來(lái)附加熱量。所以，傳統(tǒng)的紅外熱像儀很難實(shí)現(xiàn)理想的熱隔離，其探測(cè)靈敏度比較低(NETD?100?400mK)，且像素?cái)?shù)目很難提高。對(duì)于傳統(tǒng)的非制冷紅外熱像儀需要對(duì)焦平面上的每一個(gè)感熱像素單元制作相應(yīng)的高增益和高精度讀出電路，因此制作工藝和成本很高。需要檢測(cè)的電效應(yīng)都非常微弱，比如在阻抗型的紅外探測(cè)器中，被檢物體上IK的溫度變化，使得探測(cè)器電阻率變化僅為0.02%。因此，要檢測(cè)如此微弱的信號(hào)，對(duì)集成電路的要求很高，需要其擁有十分高的信噪比和很高的增益，而這些要求無(wú)疑增加了探測(cè)器和讀出電路的設(shè)計(jì)難度。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決好現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，彌補(bǔ)現(xiàn)有目前市場(chǎng)上現(xiàn)有產(chǎn)品的不足。
[0005]本實(shí)用新型提供了一種雙棱鏡濾波系統(tǒng)，雙棱鏡濾波系統(tǒng)主要包括光源、擴(kuò)束鏡、紅外透鏡、準(zhǔn)直變換透鏡、FPA、三角棱鏡組、成像透鏡、CXD和顯示器，按照光源發(fā)出的光線方向依次設(shè)置擴(kuò)束鏡、FPA、三角棱鏡組、成像透鏡、CXD和顯示器，從紅外目標(biāo)的紅外輻射的光線方向依次設(shè)置紅外透鏡、準(zhǔn)直變換透鏡、FPA、三角棱鏡組、成像透鏡、CXD和顯示器。
[0006]優(yōu)選的，上述光源為L(zhǎng)ED光源。
[0007]優(yōu)選的，上述FPA設(shè)置在一真空盒中。
[0008]優(yōu)選的，上述三角棱鏡組由兩個(gè)斜邊相對(duì)而設(shè)的三角棱鏡組成。
[0009]本實(shí)用新型提供的雙棱鏡濾波系統(tǒng)利用光經(jīng)棱鏡到空氣時(shí)光能的反射率隨入射角的變化而變化的特點(diǎn)進(jìn)行濾波，靈敏度高，對(duì)FPA加工工藝要求低，使用簡(jiǎn)單方便。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為光經(jīng)過(guò)本實(shí)用新型的光能反射率隨入射角的變化圖。
[0012]附圖標(biāo)記:1-光源；2_擴(kuò)束鏡；3_紅外輻射；4_紅外透鏡；5_準(zhǔn)直變換透鏡；
6-FPA ；7-三角棱鏡組；8_成像透鏡；9-(XD ;10_顯示器。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實(shí)施本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0014]本實(shí)用新型提供的雙棱鏡濾波系統(tǒng)，雙棱鏡濾波系統(tǒng)主要包括光源1、擴(kuò)束鏡2、紅外透鏡4、準(zhǔn)直變換透鏡5、FPA6、三角棱鏡組7、成像透鏡8、(XD9和顯示器10，按照光源I發(fā)出的光線方向依次設(shè)置擴(kuò)束鏡2、FPA6、三角棱鏡組7、成像透鏡8、(XD9和顯示器10，從紅外目標(biāo)的紅外輻射3的光線方向依次設(shè)置紅外透鏡4、準(zhǔn)直變換透鏡5、FPA6、三角棱鏡組7、成像透鏡8、(XD9和顯示器10。其中，光源I為L(zhǎng)ED光源。FPA6設(shè)置在一真空盒中。三角棱鏡組7由兩個(gè)斜邊相對(duì)而設(shè)的三角棱鏡組成，三角棱鏡用K9玻璃制成。
[0015]本實(shí)用新型其工作原理是利用光經(jīng)棱鏡(材料為K9玻璃)到空氣時(shí)光能的反射率隨入射角的變化而變化(如圖2所示)的特點(diǎn)進(jìn)行濾波；光從K9玻璃到空氣的變化情況，入射角在40到41.26度范圍時(shí)，光能的反射率隨入射角度的變化發(fā)生劇烈變化。如圖1所示，是本實(shí)用新型的原理圖，將光照射到第一個(gè)三角棱鏡的斜邊的入射角為40度左右，當(dāng)FPA小單元發(fā)生一定的偏轉(zhuǎn)之后，在FPA反射出的光也發(fā)生一個(gè)偏轉(zhuǎn)角，入射到三角棱鏡斜邊的入射角也發(fā)生變化，透過(guò)的光能量也發(fā)生一個(gè)較大的變化，這個(gè)變化由C⑶捕捉到就可以得到紅外物體的像。用這種方法最終得到的NETD值可以達(dá)到141mk。這種方法的特點(diǎn)是靈敏度高，已經(jīng)驗(yàn)證在從K9玻璃到空氣的入射角大于40.78度的時(shí)候靈敏度高于刀口濾波；其次棱鏡擺放不存在前后的問(wèn)題，不像頻譜濾波需要找頻譜的位置；另外FPA小單元一致性要求較低，對(duì)FPA加工工藝要求較低；在使用時(shí)需要保證初始的三角棱鏡斜邊入射角從K9玻璃到空氣的角度為40度左右。
[0016]以上所述之【具體實(shí)施方式】為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式，并非以此限定本實(shí)用新型的具體實(shí)施范圍，本實(shí)用新型的范圍包括并不限于本【具體實(shí)施方式】，凡依照本實(shí)用新型之形狀、結(jié)構(gòu)所作的等效變化均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙棱鏡濾波系統(tǒng)，其特征在于:所述雙棱鏡濾波系統(tǒng)主要包括光源(I)、擴(kuò)束鏡(2)、紅外透鏡(4)、準(zhǔn)直變換透鏡(5)、FPA(6)、三角棱鏡組(7)、成像透鏡(8)、CXD(9)和顯示器(10)，按照光源(I)發(fā)出的光線方向依次設(shè)置擴(kuò)束鏡(2)、FPA(6)、三角棱鏡組(7)、成像透鏡(8)、CXD(9)和顯示器(10)，從紅外目標(biāo)的紅外輻射(3)的光線方向依次設(shè)置紅外透鏡(4)、準(zhǔn)直變換透鏡(5)、FPA (6)、三角棱鏡組(7)、成像透鏡⑶、CXD(9)和顯示器(10)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙棱鏡濾波系統(tǒng)，其特征在于:所述光源(I)為L(zhǎng)ED光源。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙棱鏡濾波系統(tǒng)，其特征在于:所述FPA(6)設(shè)置在一真空盒中。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙棱鏡濾波系統(tǒng)，其特征在于:所述三角棱鏡組(7)由兩個(gè)斜邊相對(duì)而設(shè)的三角棱鏡組成。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種雙棱鏡濾波系統(tǒng)，主要包括光源(1)、擴(kuò)束鏡(2)、紅外透鏡(4)、準(zhǔn)直變換透鏡(5)、FPA(6)、三角棱鏡組(7)、成像透鏡(8)、CCD(9)和顯示器(10)，按照光源(1)發(fā)出的光線方向依次設(shè)置擴(kuò)束鏡(2)、FPA(6)、三角棱鏡組(7)、成像透鏡(8)、CCD(9)和顯示器(10)，從紅外目標(biāo)的紅外輻射(3)的光線方向依次設(shè)置紅外透鏡(4)、準(zhǔn)直變換透鏡(5)、FPA(6)、三角棱鏡組(7)、成像透鏡(8)、CCD(9)和顯示器(10)。本實(shí)用新型提供的雙棱鏡濾波系統(tǒng)利用光經(jīng)棱鏡到空氣時(shí)光能的反射率隨入射角的變化而變化的特點(diǎn)進(jìn)行濾波，靈敏度高，對(duì)FPA加工工藝要求低，使用簡(jiǎn)單方便。
【IPC分類(lèi)】G01J5/08
【公開(kāi)號(hào)】CN204854970
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520257318
【發(fā)明人】劉曉嵐
【申請(qǐng)人】劉曉嵐
【公開(kāi)日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年4月21日