用于红外焦平面探测器像元光谱响应测试的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于红外焦平面探测器像元光谱响应测试的装置及方法，包括红外焦平面探测器；傅里叶变换红外光谱仪，提供红外干涉光源；图像采集卡，用于对照射到整个红外焦平面探测器阵列表面的干涉光斑进行图像采集并传送至测控计算机；红外焦平面阵列探测器驱动板，与红外焦平面探测器和图像采集卡相连；测控模块，为不同类型的探测器提供适合的工作电压及时钟，将图像采集卡采集的干涉光斑图像数据变换为光谱响应曲线，并将光谱响应曲线直观地显示在三维坐标系内，同时测试分析探测器阵列所有像素光谱响应曲线。具有快速获得任意尺寸探测器阵列所有像素光谱响应曲线的功能，能直观发现阵列探测器空间上各个像素点光谱响应的差异的优点。响应的差异的优点。响应的差异的优点。

【技术实现步骤摘要】
用于红外焦平面探测器像元光谱响应测试的装置及方法


[0001]本专利技术涉及通信技术和光电探测
，具体而言，涉及一种用于红外焦平面探测器像元光谱响应测试的装置及方法。

技术介绍

[0002]目前，红外成像技术是近些年得到极大关注及发展的一个领域。由于红外系统一般采用被动探测，具有隐蔽性好，不易受干扰等特点，在红外制导、夜视侦察、海上搜救、天文观测、遥感、医学领域等军事及民用上都得到了广泛应用。红外焦平面探测器是各种红外系统的核心光电部件，红外焦平面探测器上排列着二维(M列xN行)个能响应红外辐射源的像素单元，任何绝对零度以上的目标都会向周围空间辐射红外线，利用光学系统将目标辐射的红外线收集成像到红外焦平面探测器上，探测器将接收到的光信号转换成电信号，然后经过积分放大、输出缓冲和多路传输处理后最终输出可以在监视器上看到的目标图像。
[0003]在现有技术中，红外焦平面探测器的光谱响应是焦平面探测器重要的性能指标，目前国内普遍采用单色分光仪或傅里叶变换红外光谱仪对红外焦平面单个像素的光谱进行测试。
[0004]综上所述，存在如下技术问题：
[0005]如何实现快速获得不同规模红外焦平面探测器所有像素光谱响应曲线的功能，能快速评价焦平面探测器空间上各个像素的光谱响应特性及响应均匀性。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种用于红外焦平面探测器像元光谱响应测试的装置及方法，以解决现有技术中如何实现快速获得不同规模探测器阵列所有像素光谱响应曲线的功能，能快速评价阵列探测器空间上各个像素的光谱响应特性及响应均匀性的技术问题。
[0007]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于红外焦平面探测器像元光谱响应测试的装置，包括：
[0008]红外焦平面探测器；
[0009]傅里叶变换红外光谱仪，提供红外干涉光源；
[0010]图像采集卡，安装在测控计算机箱内，用于对照射到整个红外焦平面探测器阵列表面的干涉光斑进行图像采集并传送至测控计算机；
[0011]红外焦平面阵列探测器驱动板，与红外焦平面探测器和图像采集卡相连；以及
[0012]测控模块，用于对红外焦平面阵列探测器驱动板进行配置，为不同类型的探测器提供适合的工作电压及时钟，将图像采集卡采集的干涉光斑图像数据变换为光谱响应曲线，并将光谱响应曲线直观地显示在三维坐标系内，同时测试分析探测器阵列所有像素光谱响应曲线。
[0013]优选的，所述红外焦平面阵列探测器驱动板包括红外焦平面阵列探测器驱动模
块，红外焦平面阵列探测器驱动模块包括FPGA主控模块、RS232通讯模块、多路电压模块、多路时钟模块及视频信号调理模块。
[0014]优选的，所述测控计算机的测控模块通过RS232端口通信对驱动模块上的多路电压模块及多路时钟模块进行参数设定。测控模块能对红外焦平面阵列探测器驱动板进行配置，为不同类型的探测器提供适合的工作条件，还能将图像干涉图数据变换成光谱响应曲线，并直观地显示所有曲线在三维坐标系内，实现了同时测试分析探测器阵列所有像素光谱响应曲线的功能。
[0015]优选的，所述图像采集卡采用PCI总线接口，采样率为10MSPS，分辨率为16Bit，输入范围为
±
10V。
[0016]优选的，所述图像采集卡以焦平面阵列探测器驱动模块输出的视频有效信号上升沿作为触发信号。
[0017]优选的，所述傅里叶变换红外光谱仪每个步进过程中均启动一次图像采集卡进行预设定数据量的采集，并把数据传输至测控计算机。
[0018]优选的，所述傅里叶变换红外光谱仪采用迈克尔逊干涉仪。
[0019]优选的，所述迈克尔逊干涉仪对红外光源在每步进光程下的两相关光速进行干涉，提供照射到红外焦平面阵列探测器上的干涉光斑。
[0020]优选的，所述测控计算机通过网络与傅里叶变换红外光谱仪连接，所述红外焦平面探测器的像素呈阵列排布，焦平面阵列(M列xN行)包括128x128，320x256，640x512，1280x1024等不同规模；响应光谱范围为短波红外1
‑
3μm，中波红外3
‑
5μm或长波红外8
‑
12μm；探测器像素材料包括碲镉汞、锑化铟、铟镓砷、氧化钒等。在测控模块中设置红外焦平面探测器阵列规模为M列xN行，图像采集卡就能完成所有像素的采集。并把相应数量的干涉图二维数组传输到测控计算机内存，测控模块对干涉图进行傅里叶变换，得到M列xN行个像素的光谱响应图，在三维坐标系中X方向显示光谱范围，Y方向显示所有像素系列，Z方向显示的相对响应强度。
[0021]根据本专利技术的另一方面提供了一种红外焦平面探测器全阵列像素光谱测试方法，包括：
[0022]步骤1：图像采集卡将照射到整个探测器阵列表面的干涉光斑图像数据信号采集传送到测控计算机内；
[0023]步骤2：测控模块把该干涉光斑图像数据通过傅里叶变换呈光谱响应曲线；
[0024]步骤3：测控模块将所有光谱响应曲线直观地显示在三维坐标系内。
[0025]应用本专利技术的技术方案，具有如下技术效果：
[0026]本专利技术主要由焦平面阵列探测器驱动硬件模块、图像采集卡、测控模块、傅里叶变换红外光谱仪组成。通过测控计算机的测控模块能对探测器阵列的工作条件进行配置，并能实时显示光谱仪光斑在阵列探测器上所成的图像。系统启动测试后图像采集卡可以对所有像素的干涉图进行采集，之后变换成光谱响应曲线，并直观地显示所有曲线在三维坐标系内，本专利技术实现了快速获得任意尺寸探测器阵列所有像素光谱响应曲线的功能，能直观发现阵列探测器空间上各个像素点光谱响应的差异。
附图说明
[0027]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0028]图1示出了根据本专利技术的用于红外焦平面探测器像元光谱响应测试的装置的结构示意图；
[0029]图2示出了图1中的用于红外焦平面探测器像元光谱响应测试的装置的主视图；
[0030]图3示出了图1中的用于红外焦平面探测器像元光谱响应测试的装置的左视图。
[0031]附图标记：
[0032]傅里叶变换红外光谱仪1；红外焦平面探测器2；多路电压模块3；多路时钟模块4；视频信号调理模块5；红外焦平面阵列探测器驱动模块7；测控计算机8；RS232通讯模块9；FPGA主控模块10。
具体实施方式
[0033]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0034]如图1至图3所示，本专利技术实施例提供了一种红外焦平面探测器2全阵列像素光谱测试系统，包括红外焦平面探测器2；傅里叶变换红外光谱仪1，提供红外干涉光源；图像采集卡，安装在测控计算机8箱内，用于对照射到整本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于红外焦平面探测器像元光谱响应测试的装置，其特征在于，包括：红外焦平面探测器；傅里叶变换红外光谱仪，提供红外干涉光源；图像采集卡，安装在测控计算机箱内，用于对照射到整个红外焦平面探测器阵列表面的干涉光斑进行图像采集并传送至测控计算机；红外焦平面阵列探测器驱动板，与红外焦平面探测器和图像采集卡相连；以及测控模块，用于对红外焦平面阵列探测器驱动板进行配置，为不同类型的探测器提供适合的工作电压及时钟，将图像采集卡采集的干涉光斑图像数据变换为光谱响应曲线，并将光谱响应曲线直观地显示在三维坐标系内，同时测试分析探测器阵列所有像素光谱响应曲线。2.如权利要求1所述的用于红外焦平面探测器像元光谱响应测试的装置，其特征在于，所述红外焦平面阵列探测器驱动板包括红外焦平面阵列探测器驱动模块，红外焦平面阵列探测器驱动模块包括FPGA主控模块、RS232通讯模块、多路电压模块、多路时钟模块及视频信号调理模块。3.如权利要求1所述的用于红外焦平面探测器像元光谱响应测试的装置，其特征在于，所述测控计算机的测控模块通过RS232端口通信对驱动模块上的多路电压模块及多路时钟模块进行参数设定。4.如权利要求1所述的用于红外焦平面探测器像元光谱响应测试的装置，其特征在于，所述图像采集卡采用PCI总线接口，采样率为10MSPS，分辨率为16Bit，输入范围为

【专利技术属性】
技术研发人员：郭杰，张超，孙佰成，肖明燕，项永生，
申请(专利权)人：云南师范大学，
类型：发明
国别省市：