基于紅外成像光學系統(tǒng)的光源設計研究.pdf

1、紅外成像系統(tǒng)主要往小型化、高清晰度、低照明功率、便攜且廉價的方向發(fā)展。隨著紅外半導體發(fā)光材料的出現(xiàn)及其發(fā)光性能的提高，為主動式紅外成像系統(tǒng)提供了很有價值的解決方案。主動式紅外成像系統(tǒng)主要由紅外光源、紅外光學系統(tǒng)、紅外變像管、高壓轉換器和電池組5部分組成。
　　本文主要針對目前節(jié)能省耗的環(huán)境下，結合我國大力發(fā)展半導體照明的號召，國內(nèi)紅外光源的發(fā)展遠遠不能滿足經(jīng)濟的發(fā)展需要。為此確立了本文的研究方向。本文在紅外輻射的傳輸理論上，首先研

2、究了紅外輻射在大氣中的傳輸特性以及對光學材料的選擇，比較了幾種通常使用的紅外輻射光源；然后通過對半導體發(fā)光材料的機理進行學習，找到了一種以GaAlAs材料作為發(fā)光芯片的LED。研究了紅外LED的特性，研究了近紅外LED作為遠距離照明光源時使照明系統(tǒng)增大輸出功率的三點措施，提出一種紅外LED陣列組成的光源系統(tǒng)的設想；最后設計了一種新型的準直光學系統(tǒng)，使紅外LED光源實現(xiàn)更遠距離的照明。同時研究了紅外LED陣列光源的散熱解決方案。
　

3、　正確地設計、使用光源,是主動紅外成像取得滿意效果的關鍵。通過對紅外輻射理論的學習，本文主要完成了這些研究：熟練掌握紅外輻射理論基礎以及紅外光譜知識，研究紅外信號在大氣中的傳輸?shù)奶匦裕瑫r得出適合近紅外成像的光譜段；研究大氣近紅外傳輸特性、物體紅外透射特性和紅外光學材料的選擇，選出適合透鏡和拋物面反射鏡的制作材料，設計出拋物面反射鏡；熟悉各種紅外光源，了解并比較幾種通常使用的紅外光源，研究紅外LED的各種特性；研究滿足實驗室內(nèi)監(jiān)測的要求