基于紅外成像光學(xué)系統(tǒng)的光源設(shè)計(jì)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(jià)的方向發(fā)展。隨著紅外半導(dǎo)體發(fā)光材料的出現(xiàn)及其發(fā)光性能的提高，為主動(dòng)式紅外成像系統(tǒng)提供了很有價(jià)值的解決方案。主動(dòng)式紅外成像系統(tǒng)主要由紅外光源、紅外光學(xué)系統(tǒng)、紅外變像管、高壓轉(zhuǎn)換器和電池組5部分組成。
　　本文主要針對(duì)目前節(jié)能省耗的環(huán)境下，結(jié)合我國大力發(fā)展半導(dǎo)體照明的號(hào)召，國內(nèi)紅外光源的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足經(jīng)濟(jì)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(duì)光學(xué)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(duì)半導(dǎo)體發(fā)光材料的機(jī)理進(jìn)行學(xué)習(xí)，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(yuǎn)距離照明光源時(shí)使照明系統(tǒng)增大輸出功率的三點(diǎn)措施，提出一種紅外LED陣列組成的光源系統(tǒng)的設(shè)想；最后設(shè)計(jì)了一種新型的準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)，使紅外LED光源實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的照明。同時(shí)研究了紅外LED陣列光源的散熱解決方案。
　

3、　正確地設(shè)計(jì)、使用光源,是主動(dòng)紅外成像取得滿意效果的關(guān)鍵。通過對(duì)紅外輻射理論的學(xué)習(xí)，本文主要完成了這些研究：熟練掌握紅外輻射理論基礎(chǔ)以及紅外光譜知識(shí)，研究紅外信號(hào)在大氣中的傳輸?shù)奶匦?，同時(shí)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(xué)材料的選擇，選出適合透鏡和拋物面反射鏡的制作材料，設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)室內(nèi)監(jiān)測的要求