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红外探测器的性能参数

2022-07-28 09:43:05

红外探测器的性能参数主要有响应度、噪声等效功率、探测率、比探测率、光谱响应特征、响应时间、响应频率、噪声等,其中最重要的是阵列规模、NETD、像元间距。

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响应率:描述红外光电探测器接受的入射红外信号与输出的电信号之间的对应关系。红外热成像探测器的响应率定义为单位辐射功率入射到探测器上转换为电信号的能力。响应率越大说明探测器对入射红外辐射信号的响应程度越强烈,但是这并不能说明该探测器的探测能力或是灵敏度就越高。

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响应时间:由于红外探测器存在惰性,因此对红外辐射的响应存在一定的滞后。当以恒定的辐照强度照射探测时,探测器的输出信号从零开始逐渐上升,经过一段时间后才可以达到稳定值。响应时间的物理意义是:当探测器受到红外照射时,输出信号上升到稳定值63%所需要的时间。响应时间越短,响应越快,该指标直接影响系统设计中的帧频。当帧频对应的时间小于响应时间,新的信号还不能达到预定的稳定输出值,上一帧的信号还没有释放完,因此不能得到准确清晰的图像。帧率是制冷型探测器和非制冷型探测器性能的主要差别之一,制冷型探测器的帧频更高。

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噪声:红外系统的探测性能受到其噪声的限制,噪声的大小决定了红外探测器性能的极限。红外焦平面探测器的噪声包括瞬态噪声和空间噪声。瞬态噪声指的主要是器件本身的噪声,如光子噪声、暗电流噪声、以及读出电路的噪声等;空间噪声是由于红外焦平面阵列各个像元的响应特征不一致造成的。

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噪声等效功率NEP:描述测器探测辐射的能力的下限。由于噪声存在,当辐射小到它在探测器上产生的信号完全被探测器噪声所淹没时,探测器就无法检测辐射信号。当探测器输出信号等于探测器噪声时,入射到探测器上的辐射功率定义为噪声等效功率。在设计系统时通常要求最低可探测功率(灵敏度)数倍于噪声等效功率,以保证系统有较高的探测概率和较低的虚警率。

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