微光图像与红外图像的融合算法研究(3)
2.2.2 第二代微光夜视技术
第二代微光夜视器件的主要特色是微通道板电子倍增器(MCP)的发明并将其引入单级微光管中。装有1个MCP的一级微光管可达到104～105亮度增益,从而替代了原有的体积大、笨重的三级级联第一代微光管;同时,MCP微通道板内壁实际上是具有固定板电阻的连续打拿级,因此,在恒定工作电压下,有强电流输入时,有恒定输出电流
的自饱和效应,此效应正好克服了微光管的晕光现象;加之它的体积更小、重量更轻,所以,第二代微光夜视仪是目前国内微光夜视装备的主体。
2.2.3 第三代微光夜视技术
第三代微光夜视器件的主要特色是将透射式GaAs光阴极和带Al2O3离子壁垒膜的MCP引入近贴微光管中。与第二代微光器件相比,第三代微光器件的灵敏度增加了4倍-8倍,达到800μA/lm～2600μA/lm,寿命延长了3倍,对夜天光光谱利用率显著提高,在漆黑(10-4lx)夜晚的目标视距延伸了50％-100％。第三代微光器件的工艺基础是超高真空、NEA表面激活,双近贴、双铟封、表面物理、表面化学和长寿命、高增益MCP技术等,又为发展第四代微光管和长波红外光阴极像增强器等高技术产品创造了良好的条件。
2.3 红外成像技术
2.3.1 第一代红外热像技术
热成像技术的发展始于上世纪50年代,起初只能研制出基于单元器件的热像仪,场频较低,只限于小范围应用。直到20世纪70年代中长波碲镉汞(MCT)材料与光导型多元线列器件工艺成熟之后,热像仪才开始大量生产并装备军队。热像仪的种类繁多,可大致分为二类：一类是通用组件化的热像仪;另一类是按特殊要求设计的热像仪。美国发展的是60元、120元与180元光导线列器件并扫的通用组件化热成像体制。它们的帧频与电视兼容,也是隔行扫描制,每场只有60行、120行和180行,并分别由同步扫描的60元、120元和180元发光二极管对应地显示每帧的图像。在欧洲,以英国的热像仪为代表采用了串并扫体制。它以扫积型光导MCT探测器为基础构成了英国的第二类通用组件热像仪。这是一种完全电视兼容、分辨率与普通电视相同的热像仪。不论串扫、并扫或串并扫体制的热像仪都需要光机扫描。因此,此类热像仪统称为第一代热像仪。
2.3.2 第二代红外热像技术
最近,正在大力发展不用光机扫描而用红外焦平面阵列(IRFPA)器件成像的热像仪。由于去掉了光机扫描,这种用大规模焦平面成像的传感器被称为凝视传感器。它的体积小、重量轻、可靠性高。在俯仰方向可有数百元以上的探测器阵列,可得到更大张角的视场,还可采用特殊的扫描机构,用比通用热像仪慢得多的扫描速度完成
360。全方位扫描以保持高灵敏度。这类器件主要包括InSb IRFPA、HgCdTeIRFPA、SBDFPA、非制冷IRFPA和多量子阱IRFPA等。此类热像仪被称为第二代热像仪。
2.3.3 第三代红外热像技术
第三代红外热像技术采用的红外焦平面探测器单元数已达到320×240元或更高(即105-106),其性能提高了近3个数量级。目前,3μm-5μm焦平面探测器的单元灵敏度又比8μm-14μm探测器高2～3倍左右。因而,基于320x240元的中波与长波热像仪的总体性能指标相差不大,所以3μm-5μm焦平面探测器在第三代焦平面热成像技术中格外的重要。从长远看,高量子效率、高灵敏度、覆盖中波和长波的HgCdTe焦平面探测器仍是焦平面器件发展的首选。
2.4 红外热成像技术与微光成像技术的比较
由于工作原理不同,红外热成像技术与微光成像技术各有利弊。
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