基于热致折射率变化材料的全光读出非制冷红外成像系统

发布时间：2019-06-26 22:05

【摘要】：随着红外成像技术的发展,红外成像系统已经广泛应用于军事、医学、农业、安防等领域。本文针对现阶段红外成像系统存在的分辨率低和读出方式复杂等问题,开展了基于热致折射率变化材料的全光读出非制冷红外成像系统的研究,重点研究了红外探测靶面吸收层的理论与设计方法,设计并搭建了基于热致折射率变化材料的全光读出非制冷红外成像系统的实验平台,获得了电烙铁和人体的红外图像,为实现高分辨率红外成像奠定了基础。本论文的主要研究工作:①研究了国内外红外成像系统的现状,以及存在的科学与技术问题,针对红外成像系统高分辨率的要求,提出了基于热致折射率变化材料的全光读出非制冷红外成像系统。②针对探测靶面对吸收层的需求,研究了四层金属-介质薄膜结构吸收器的吸收机理,建立了其理论模型,通过数值仿真验证吸收器理论模型的有效性。③利用吸收器理论模型与粒子群优化算法相结合的方法,设计了工作波段为8-14μm的宽带红外吸收器。计算了吸收器参数变化对其吸收率的影响。分析了吸收器样品吸收率测量值与理论值存在较大差距的原因。④提出基于热致折射率变化材料的全光读出非制冷红外成像系统的总体结构方案,搭建了系统的实验平台,用该实验平台开展成像实验。研究不同热导率衬底对红外图像的影响。⑤总结本论文的研究工作,提出成像系统实验平台的改进方案。
[Abstract]:With the development of infrared imaging technology, infrared imaging system has been widely used in military, medical, agricultural, security and other fields. In order to solve the problems of low resolution and complex readout mode in infrared imaging system at present, the all-optical readout uncooled infrared imaging system based on thermorefractive index change material is studied in this paper. the theory and design method of infrared target surface absorption layer are studied, and the experimental platform of all-optical readout uncooled infrared imaging system based on thermorefractive index change material is designed and built. The infrared images of electric iron and human body are obtained, which lays a foundation for the realization of high resolution infrared imaging. The main research work of this paper is as follows: (1) the present situation of infrared imaging system at home and abroad, as well as the existing scientific and technical problems are studied. Aiming at the requirement of high resolution of infrared imaging system, an all-optical readout uncooled infrared imaging system based on thermorefractive index change material is proposed. (2) the absorption mechanism of four-layer metal-dielectric thin film structure absorber is studied according to the demand of the target to face the absorption layer. The theoretical model is established, and the effectiveness of the absorber theoretical model is verified by numerical simulation. (3) the broadband infrared absorber with operating band of 8-14 渭 m is designed by combining the absorber theory model with particle swarm optimization algorithm. The effect of absorber parameters on its absorptivity was calculated. The reason why there is a big gap between the measured value of absorptivity and the theoretical value of absorber sample is analyzed. 4 the overall structure scheme of all-optical readout uncooled infrared imaging system based on thermorefractive index change material is proposed, and the experimental platform of the system is built, and the imaging experiment is carried out with this experimental platform. The influence of different thermal conductivity substrate on infrared image is studied. 5 the research work of this paper is summarized, and the improvement scheme of imaging system experimental platform is put forward.
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN219

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本文编号：2506532