基于同轴腔微波谐振原理的微弱红外信号检测系统与方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于同轴腔微波谐振原理的微弱红外信号检测系统与方法，包括蓝宝石窗口、光学分频系统、同轴腔红外信号探测系统、数据提取与处理系统、真空低温舱，蓝宝石窗口镶嵌于真空低温舱壁上；光学分频系统包括离轴抛物面聚焦镜、光纤和多信道光栅，将待测红外信号进行全反光变换，并经光纤传输至多信道光栅进行分频段和分信道处理；同轴腔红外信号探测器通过位置调节对各频段红外信号进行检测；数据采集与处理系统对同轴腔红外信号探测器进行数据实时提取与处理；本发明专利技术采用同轴腔红外探测器、离轴抛物面聚焦镜和真空低温舱将微弱红外信号转换成可观察、易检测的微波信号，具有测试频带宽、精度高、稳定性好、使用和维护成本低的特点。

【技术实现步骤摘要】
基于同轴腔微波谐振原理的微弱红外信号检测系统与方法
本专利技术属于光学辐射测量领域，具体涉及一种基于同轴腔微波谐振原理的微弱红外信号检测系统与方法。
技术介绍
红外检测具有高灵敏度、高稳定性和较强的抗干扰性等优点，最初主要应用于军事领域的制导、侦察、搜索、预警、探测、跟踪、全天候前视和夜视、武器瞄准等。近年来，红外检测是发展最快的技术之一，红外传感器目前已广泛应用于航空航天、天文、气象、军事、工业、农业、医学、交通等众多领域，在日常工作和生活中起着不可替代的重要作用。目前常用的红外探测器主要有两种，一种是热探测器，如测辐射热计、热电偶和热电堆以及热释电探测器等等；另一种是光子探测器，如光电导探测器、光伏探测器和光发射-Schottky势垒探测器等等。但是，此类器件在应用过程中易受使用时间、环境辐射等因素的影响，其工作性能波动较大，虽然可以进行定期校准对其进行修正，但其对于探测器出瞳处红外信号辐射性能的检测影响仍较大。对于微弱红外信号的准确测量一直是亟待解决的难点，尽管现今已有较为成熟的红外信号探测技术，尤其是碲镉汞MCT红外探测器的出现，大大促进了红外探测技术发展。但是，其存在以下缺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于同轴腔微波谐振原理的微弱红外信号检测装置，其特征在于：包括真空低温舱(10)、镶嵌于真空低温舱舱壁上的蓝宝石窗口(9)、光学分频系统(1)、同轴腔红外信号探测系统(2)、数据采集与处理系统，光学分频系统和同轴腔红外信号探测系统都位于真空低温舱内部，光学分频系统(1)沿红外信号传播方向依次包括离轴抛物面聚焦镜、光纤(17)和多信道光栅(18)，光学分频系统(1)用于将待测红外信号进行全反光变换，并经光纤传输至多信道光栅(18)进行分频段和分信道处理；同轴腔红外信号探测系统(2)通过多维移动平台(21)进行位置调节对各信道、各频段红外信号进行检测；数据采集与处理系统对同轴腔红外信号探测系统...

【技术特征摘要】
1.基于同轴腔微波谐振原理的微弱红外信号检测装置，其特征在于：包括真空低温舱(10)、镶嵌于真空低温舱舱壁上的蓝宝石窗口(9)、光学分频系统(1)、同轴腔红外信号探测系统(2)、数据采集与处理系统，光学分频系统和同轴腔红外信号探测系统都位于真空低温舱内部，光学分频系统(1)沿红外信号传播方向依次包括离轴抛物面聚焦镜、光纤(17)和多信道光栅(18)，光学分频系统(1)用于将待测红外信号进行全反光变换，并经光纤传输至多信道光栅(18)进行分频段和分信道处理；同轴腔红外信号探测系统(2)通过多维移动平台(21)进行位置调节对各信道、各频段红外信号进行检测；数据采集与处理系统对同轴腔红外信号探测系统(2)进行数据实时提取与处理。2.根据权利要求1所述的基于同轴腔微波谐振原理的微弱红外信号检测装置，其特征在于：所述光学分频系统(1)沿红外信号传播方向依次包括红外滤波片(11)、消杂光光阑(12)、离轴抛物面大聚焦镜(13)、视场光阑(14)、离轴抛物面小聚焦镜(15)、斩光器(16)、光纤(17)、多信道光栅(18)，所述红外滤波片(11)紧贴于蓝宝石窗口(9)后端；所述消杂光光阑(12)位于红外滤波片(11)和离轴抛物面大聚焦镜(13)之间；所述离轴抛物面大聚焦镜(13)和离轴抛物面小聚焦镜(15)之间的焦点处放置有视场光阑(14)；所述离轴抛物面小聚焦镜(15)和光纤(17)之间放置有斩光器(16)；所述多信道光栅(18)放置于光纤(17)后端；待测红外信号经蓝宝石窗口进入真空低温舱内，通过红外滤波片(11)和消杂光光阑(12)入射到离轴抛物面大聚焦镜(13)上，此后，由离轴抛物面大聚焦镜(13)和离轴抛物面小聚焦镜(15)进行全反光变换，通过斩光器(16)进行调控后由光纤(17)传输至多信道光栅(18)上，由多信道光栅(18)对待检测红外信号进行分信道、分方向处理。3.根据权利要求2所述的基于同轴腔微波谐振原理的微弱红外信号检测装置，其特征在于：所述离轴抛物面大聚焦镜(13)和离轴抛物面小聚焦镜(15)采用石英为基体，基体表面镀有金或银金属反射膜以及介质保护膜。4.根据权利要求2所述的基于同轴腔微波谐振原理的微弱红外信号检测装置，其特征在于：所述多信道光栅(18)采用蓝宝石制成，能将2-6μm的红外信号进行多信道分频处理，且每个信道可通过的红外波长范围不同，其分辨率小于200nm。5.根据权利要求1所述的基于同轴腔微波谐振原理的微弱红外信号检测装置，其特征在于：所述同轴腔红外信号探测系统包括同轴谐振腔(19)、多维移动平台(21)、红外敏化材料(20)，所述同轴谐振腔(19)固定于多维移动平台(21)上，同轴谐振腔(19)采用黄铜制作，同轴谐振腔(19)内外表面都先后涂有银、金金属膜层，其工作频段为1-8GHz，品质因数1万以上，且具有6个以上的可用谐振频率，在同轴谐振腔顶端中心处开有深度为3.5mm的同轴谐振腔测试孔(24)，用于放置红外敏化材料(20)；所述多维移动平台上可进行上下、左右、前后、角度四维调节；所述红外敏化材料(20)采用玻璃钢板或石英作为基体，基体底端涂敷有在不同红外辐照功率下有不同响应特性的红外敏化材料涂层。6.根据权利要求1所述的基于同轴腔微波谐振原理的微弱红外信号检测装置，其特征在于：所述数据采集与处理系统包括矢量网络分析仪(3)、程控计算机(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚峰，李恩，余承勇，高冲，龙嘉威，张云鹏，高勇，郑虎，郭高凤，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51