针对1 024×768元长波非制冷式焦平面探测器的应用需求,设计了一款4×连续变焦高分辨率光学系统,并利用ZEMAX宏语言编写的宏程序,对该系统的变焦过程进行了分析。该系统采用机械补偿变焦方式,在6片锗单晶镜片上设计了3个非球面和1个衍射面,矫正了高级像差,实现了在25～100 mm范围内的平滑连续变焦,视场角可达32°×24.3°～8.2°×6.15°；从宏程序输出的变焦凸轮曲线、弥散斑变化曲线和视场畸变变化曲线上看,该系统在整个变焦过程中运动平滑、成像稳定、弥散斑和视场畸变变化均较小。综合而言,该系统具有结构紧凑、相对孔径大( F#/1～1.4)、视场畸变小、成像质量高、变焦凸轮机构加工难度小,具有较高的应用价值。

为解决红外伪装对传统热成像系统的干扰问题, 达到在战场上识别红外伪装目标的目的, 提出一种基于选通偏振成像的红外伪装识别方法。红外偏振图像的获取通过扫描机构对4个固定放置的偏振片选通实现。实验结果表明, 该方法可以4帧/s的频率实现对场景红外偏振度图像的获取。得到的红外偏振度图像与原始红外辐射强度图像相比, 灰度均值提高了14%、灰度标准差提高了42%、平均梯度提高了98%。

非致冷焦平面热成像系统由于自身的众多优点，在诸多**和民用领域都具有广泛的应用。作为当 前红外成像领域的研究热点，非致冷焦平面的工作温度特性在很大程度上决定了非致冷探测器的成像质量。为了满足 快速、稳定和数字化的系统要求，采用AVR单片机对非致冷探测器的温度系统进行控制，通过调节单片机内部比例积分校正网络 参数，提高了非致冷探测器温控系统的运行速度和稳定性。相比于其他方法，该方法在数字可编程化、稳定性和快速 性上都有了较大的提高。实验结果表明，该温控系统能够使非致冷探测器精确、稳定地工作在最佳温度点。

近几年随着热成像技术的快速发展,实用化、低成本、高可靠的非制冷焦平面阵列红外探测器应用研发已成为热成像领域最令人关注的焦点之一,并有大量应用产品问世.本文以法国SOFRADIR公司8～12μm非制冷焦平面探测器IDML073-XX-V3为原型,采用DSP、FPGA、探测器的数字驱动和控制等大量新技术实现了红外实时成像.论述了非制冷焦平面探测器技术指标、控制信号以及成像总体技术和实现方法,并重点说明了DSP和FPGA数字信号处理电路的功能和设计方法,以及探测器数字温控原理.该组件结构紧凑、成像清晰、性能稳定,并能满足工业级的使用要求.

非制冷红外焦平面技术在过去的几年内飞速发展,非制冷焦平面由原来的小规模,发展到中、大规模320×240和640×480阵列,在未来的几年内有望获得超大规模的1024×1024非制冷焦平面阵列.像素尺寸也由50 μm减小到25 μm,提高了焦平面的灵敏度,使非制冷红外热成像系统在**领域得到了成功应用,部分型号已经装备于部队,并受到好评.今后,随着焦平面阵列规模的不断增大、像素尺寸的进一步减小,非制冷热成像系统在**领域的应用将越来越广泛,尤其在轻**瞄具、驾驶员视力增强器、手持式便携热像仪等轻**方面,非制冷热成像系统在近年内有望逐步取代价格高、可靠性差、体积大等笨重的制冷型热成像系统.