文献综述

1. 前言

红外热像系统是通过非接触探测红外热量，并将其转换成热图像和温度值，进而显示在显示器上，并可以对温度值进行计算的一种设备。红外成像的应用使得人眼可以观察到可见光之外的红外光谱，大大拓宽了人眼的观察范围，并能客观地了解到客观世界中与热运动相关的信息。红外热像系统的应用首先是军事上发展起来的，而如今更是作为高科技技术在现代武装装备中得到了广泛的应用，主要用作侦察、瞄准、制导和导弹跟踪等。随着技术的发展，制作成本的降低，红外热像成果渐渐应用于日常生活领域，例如：夜间监视、防火系统、防盗系统等。

近年来，各大高校积极开展对红外成像的研究工作，并在红外热像系统技术上投入了很大的精力，制冷型红外系统需要复杂的光扫描系统以及昂贵的制冷系统，而非制冷红外系统不需要那些复杂的系统，并具有价格低、功耗低、体积小、可靠高、操作方便等诸多优点，成为当即科技领域研究的重点之一。

2. 研究现状

非制冷红外热成像系统的核心是非制冷红外焦平面探测器。在第二次大战中，德国人用红外变像管作为光转换器件，研制出了主动式红外夜视仪和红外通信设备，为红外技术的发展奠定了基础。从1978年非制冷红外热成像系统首次研制成功，到非制冷红外热像系统装备到部队，已有近30年的发展历史。世界各国都在竞相开展非制冷红外焦平面的研究，将其应用于航空、军事等各个领域，其中美国、英国、法国、日本等国家处于领先地位。

非制冷热像技术的发展最早起始于二十世纪八十年代，美国于八十年代初生产出一系列以氧化钒微测辐射计为基础的非制冷红外焦平面阵列，包括像元46um的160*120、320*240阵列和像元为26um的320*240、640*480阵列的非制冷焦平面探测器。1990～1994年，美国很多公司从Honeywell公司得到技术转让，使以VOx为探测材料的非制冷探测器得到了快速、广泛的发展。VOx材料具有较高的热电阻系数。 DRS公司采用VOx电阻型探测器生产的U3000/U4000已经将美国陆军装备上武器热瞄具，焦平面像元尺寸为51um，响应波段为8～12um，质量约为1.36kg。2001年DRS公司透出以640*480焦平面为核心的热像仪U6000，像元尺寸为25.4um。Raytheon公司采用BST铁电探测器生产的W1000系列产品，质量为1.7kg，探测距离可达550m，可用于轻型武器热瞄具、手持式热像仪、车载式驾驶仪和驾驶员视力增强器。2003年9月，Raytheon公司向美国陆军交付的武器热瞄具可以探测并识别200m以内的行人。

一直以来，国外（尤其是美国和法国）的红外探测成像技术都比国内先进很多。目前，红外探测技术做的较好的公司有FLIR、FLUKE等国外知名企业，FLIR公司的T1040红外探测器已经做到1024*768的分辨率，已经十分接近常用红外光成像的分辨率规模了。而红外成像一直在追求大规模、低噪声等效温差、高帧率、便携化等目标，目前最大的规模的红外探测器已经做到的分辨率，于2019年问世。

国内红外技术起步较晚，发展较为缓慢，但是最近十年来，国内各大高校及公司在红外领域都有了较为快速的发展，生产的热像仪等产品在性能、质量等方面都有了长足的进步，涌现出了大立科技、昆明北方红外、武汉高德等知名红外企业，经过一段时间发展和改进，已经具备相当的技术力量。此外，还有烟台艾睿（IRay）公司也有几款氧化钒非制冷红外探测器做得比较好。目前高德是国内最大的红外设备商，大部分国产探测器在性能上已经和进口产品接近，而且国内产品更具有价格优势。

现如今，红外探测技术在很多领域具有十分重要的意义，尤其是军事领域，在军事上侦察、瞄准、制导和导弹跟踪等方面对于国家安防、国家安全等都具有重要作用。