非制冷红外成像系统微透镜阵列光学读出方法技术方案

本发明专利技术为基于FPA非制冷红外热成像系统的微透镜阵列光学读出方法，该方法应用于基于FPA的非制冷红外热成像系统中。该方法利用微透镜阵列和窗口阵列组合对从FPA反射的光场进行调制来改善系统的成像性能。当焦平面阵列上各小单元偏转不同的角度时，反射光束通过第一组微透镜阵列，在窗口阵列板上形成的谱位置会根据小单元偏转角的不同而不同，使透过窗口阵列的光束强度不同，再经过第二组微透镜阵列后射到光电探测器上，得到辐射物体的红外热图像。通过窗口阵列板和微透镜阵列的组合，可大大提高系统的探测灵敏度，相比传统的4f系统中的刀口和小孔滤波方法能有效地滤除杂散光，抗震性较好，能够提高系统的成像质量，使结构大大简化。

【技术实现步骤摘要】
非制冷红外成像系统微透镜阵列光学读出方法■
针对红外成像系统目前存在体积过于庞大及复杂的问题，专利技术了基于焦平面阵列FPA的非制冷红外成像系统微透镜阵列光学读出方法，该方法能够代替传统的刀口或小孔滤波读出方法。该方法对FPA上各个反射小单元反射的光进行调制，使光电探测器探测到的光强随着小单元受热偏转的角度变化而变化，能够有效地对环境中的杂散光进行抑制，提高系统的探测灵敏度，并提高系统的成像质量。■
技术介绍
非制冷红外成像系统由于其高性价比、长寿命、高可靠性等因素近年来成为了研究热点，得到了突破性的进展。新型的非制冷红外成像系统相比于传统的非制冷红外成像系统，不采用电读出，而是采用光学读出方式，这种方式不需要制冷，低功耗，成本低且可以广泛用于民用领域。传统的电学读出方法能在室温下工作，不需要机械扫描装置，焦平面阵列与硅工艺兼容，集成电路制作比较成熟，但是仍然存在着一下几个问题有待解决：1)由于电流会通过探测单元，导致探测器单元上产生附加热量从而影响探测器的探测精度，因此相比于光学读出方法，电学读出方法很难达到很高的探测灵敏度。2)为了能够让探测器单元产生有效局部的升温，探测器单元与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非制冷红外成像系统微透镜阵列光学读出方法，其特征在于读出方法的步骤为：步骤①：构建读出方法的光学系统，包括准直光源、焦平面阵列、红外透镜、微透镜阵列、窗口阵列板、分光镜、光电探测器及显示器，利用微透镜阵列对焦平面阵列反射的光场进行振幅调制，读出焦平面阵列微悬臂梁单元受热偏转后通过微透镜阵列的光场信息，微透镜阵列中每个小透镜的尺寸为100μm，单元形状为圆形，焦距为1mm，窗口阵列的直径为50μm，各个窗口之间的中心间距为100μm，窗口阵列通过常规半导体光刻曝光工艺完成，基板使用光学黑乳胶板以减少反射杂散光，窗口阵列板的整体尺寸与FPA的整体尺寸相同；步骤②：将微透镜阵列及FPA与窗口阵列对准并合成，利用微位移平台进行包括微透镜阵列与窗口阵列板之间的夹角、相对距离、相对旋转和平移精密调整，将一束激光照射到微透镜阵列的基板上，通过位置调节，利用显微镜进行观察，使微透镜阵列和窗口阵列板各个小单元对齐，调整好的微透镜组和窗口阵列组用填充物和胶粘剂在两基板四周将其固定，再与另一组微透镜阵列进行合成，使两组微透镜阵列的位置对齐；步骤③：微透镜阵列及窗口阵列板的组合和FPA的小单元需对齐，将一束平行光通过分光镜入射到FPA和阵列组合上，使其上的反射光强为透过阵列组合光强的一半，即窗口阵列的每个窗口边缘需要和聚焦点的中央最大值处对齐，则代表阵列组合与FPA小单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：惠梅，丁琳，赵跃进，刘小华，董立泉，武红，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：