美国开发出超小像素高分辨率长波红外热像仪

军用长波红外热像仪可在夜间探测人员目标。这些热像仪通常比较笨重,并且造价昂贵,多安装在车辆上,无法配备到每一位士兵。最近,美国国防高级研究计划局演示了一种像素中心距仅为5微米的新型长波红外热像仪,实现了较小的体积和较低的成本。

根据国防高级研究计划局的图像重构与利用先进宽视场架构(AWARE)计划,美国DRS技术公司开发出了这种超小像素中心距长波红外热像仪。这也是第一种像素中心距仅为响应波长一半的红外探测器,像素尺寸仅为人类头发直径的1/12,单个像素面积仅为当前最先进红外探测器的1/6。这种红外焦平面阵列分辨率为1280×720,对于热像仪而言已属于较高的分辨率。

与可见光摄像机类似,像素小型化可以为热像仪带来诸多好处,例如可以在不降低灵敏度、分辨率和视场角的前提下大幅减小光学元件体积和封装尺寸;在给定探测器面积情况下,像素密度越高,产生图像捕获到的光子数也就越多。最终,人们有望制造出体积更小、重量更轻、便携性更强的长波红外热像仪

此外与现有传感器相比,这种新的长波红外热像仪还可以实现更低的制造成本。焦平面阵列通常在给定尺寸的晶圆上制造,其成本与基片面积成正比。在一块晶圆上,制造出的焦平面阵列数量越多,每一片焦平面阵列的成本也就越低。因此,这种小像素红外探测器技术可以在减小尺寸、重量和功耗的同时大幅降低制造成本。国防高级研究计划局希望通过适当的光学调整,这种小像素焦平面阵列未来能够在更多领域获得应用。

目前已经根据国防高级研究计划局的工作安排制造出3部全功能样机,并且均已通过了各项测试,其中包括一项大气颗粒物测试,可以在直升机着陆产生的视线受阻环境下正常工作。测试结果表明,这些小像素热像仪的图像清晰锐利,性能堪比大像素尺寸热像仪。除了小像素热像仪以外,图像重构与利用先进宽视场架构计划近期还取得了其他重要进展,其中包括一种十亿像素级摄像机和小型热成像观察镜相关技术。

(文章来自 北方科技信息研究所 编辑发布)

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