最新紅外技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì).doc

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1、紅外技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)第一部分紅外技術(shù)的發(fā)展及主要應(yīng)用領(lǐng)域紅外技術(shù)的發(fā)展1800年，英國(guó)天文學(xué)家F.W.赫歇耳利用水銀溫度計(jì)來(lái)研究太陽(yáng)光的能量分布發(fā)現(xiàn)了紅外輻射，從那時(shí)起，人們就致力于研究各種紅外探測(cè)器以便更好地研究和探測(cè)紅外輻射。在紅外探測(cè)器發(fā)展中，以下事件具有重要意義：上世紀(jì)70年代，熱成像系統(tǒng)和電荷耦合器件被成功地應(yīng)用。上世紀(jì)末以焦面陣列（FPA）為代表的紅外器件被成功地應(yīng)用。紅外技術(shù)的核心是紅外探測(cè)器。紅外探測(cè)器單元紅外探測(cè)器：如InSb（銻化銦）、HgCdTe（碲鎘汞）、非本征硅，以及熱電等探測(cè)器。線列：以60元、120元、180元和256

2、元等，可以拼接到1024元甚至更多元。4N系列掃描型焦平面陣列：如211所的研制生產(chǎn)的4x288。凝視型焦平面陣列(IRFPA)：???致冷型256x256、320x240、384x288，更大規(guī)模的如640x512，1024×1024和1280×720元陣列也已有了；??非致冷型160×120、320x240已廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)中，384x288、640x480也已開(kāi)始應(yīng)用。紅外探測(cè)器按其特點(diǎn)可分為四代：第一代（1970s－80s）：主要是以單元、多元器件進(jìn)行光機(jī)串/并掃描成像；第二代（1990s－2000s）：是以4x288為代表的掃描型焦平面；第三代

3、：凝視型焦平面；第四代：目前正在發(fā)展的以大面陣、高分辨率、多波段、智能靈巧型為主要特點(diǎn)的系統(tǒng)芯片，具有高性能數(shù)字信號(hào)處理功能，甚至具備單片多波段探測(cè)與識(shí)別能力。目前非制冷焦平面探測(cè)器的主流技術(shù)為熱敏電阻式微輻射熱計(jì)，根據(jù)使用的熱敏電阻材料的不同可以分為氧化釩探測(cè)器和非晶硅探測(cè)器兩種。非制冷焦平面陣列探測(cè)器的發(fā)展，其性能可以滿足部分的軍事用途和幾乎所有的民用領(lǐng)域，真正實(shí)現(xiàn)了小型化、低價(jià)格和高可靠性，成為紅外探測(cè)成像領(lǐng)域中極具前途和市場(chǎng)潛力的發(fā)展方向。氧化釩技術(shù)由美國(guó)的Honeywell公司在九十年代初研發(fā)成功，目前其專利授權(quán)BAE、L-3/IR、FLIR-I

4、NDIGO、DRS、以及日本NEC、以色列SCD等幾家公司生產(chǎn)。非晶硅技術(shù)主要由法國(guó)的CEA/LETI/LIR實(shí)驗(yàn)室在九十年代末研發(fā)成功，目前主要由法國(guó)的SOFRADIR和ULIS公司生產(chǎn)。目前世界上只有美國(guó)、法國(guó)、日本、以色列四個(gè)國(guó)家擁有非制冷焦平面探測(cè)器產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的能力，其核心技術(shù)僅有美國(guó)和法國(guó)兩個(gè)國(guó)家掌握，日本和以色列則由美國(guó)取得技術(shù)許可，在其國(guó)內(nèi)生產(chǎn)和有限制地使用。對(duì)我國(guó)的出口則設(shè)置了更多嚴(yán)格的限制，如大家遇到的幀頻限制。我國(guó)已經(jīng)開(kāi)展了從單元、線列到紅外焦平面的探測(cè)器研究工作。產(chǎn)品已覆蓋1μm-3μm、3m-5μm和8μm-14μm三個(gè)大氣窗：光子

5、探測(cè)器有光導(dǎo)、光伏、量子阱等結(jié)構(gòu)；熱探測(cè)器有熱敏電阻，溫差電偶與電堆、熱電等類型。多種焦平面陣列已走出實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)始獲得實(shí)際應(yīng)用。隨著紅外探測(cè)器從第一代主要是以單元、多元器件進(jìn)行光機(jī)串/并掃描成像到目前第四代的飛速發(fā)展，帶動(dòng)了相關(guān)技術(shù)和與此相應(yīng)的紅外應(yīng)用技術(shù)的快速發(fā)展，紅外材料、光學(xué)元件加工與鍍膜、制冷器、前放、專用信號(hào)讀出處理電路、圖像處理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)檢測(cè)、仿真與試驗(yàn)技術(shù)等，已經(jīng)形成了比較完整的研究生產(chǎn)體系。紅外技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域紅外技術(shù)早期只局限于軍事領(lǐng)域的應(yīng)用，伴隨著冷戰(zhàn)的結(jié)束，紅外技術(shù)開(kāi)始大規(guī)模地走入民用領(lǐng)域。隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、紅外技術(shù)的快

6、速進(jìn)步和產(chǎn)品成本的不斷下降，民用領(lǐng)域應(yīng)用將具有更為廣闊的發(fā)展空間。軍用領(lǐng)域紅外技術(shù)可用于對(duì)遠(yuǎn)、中、近程軍事目標(biāo)的監(jiān)視、告警、預(yù)警與跟蹤；紅外成像的精確制導(dǎo)；武器平臺(tái)的駕駛、導(dǎo)航；探測(cè)隱身武器系統(tǒng)；光電對(duì)抗等。在美、英、法、德、日、以色列等發(fā)達(dá)國(guó)家的軍隊(duì)中，紅外熱像儀已配置在陸、空、海軍等各個(gè)軍種中，例如海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中平均每個(gè)美國(guó)士兵配備1.7具紅外熱像儀。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，目前我國(guó)軍隊(duì)中紅外熱像儀的應(yīng)用相對(duì)較少，其市場(chǎng)需求量相當(dāng)巨大。民用領(lǐng)域紅外測(cè)溫、紅外成像已在工業(yè)、交通、電力、石化、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、遙感、安全監(jiān)控與防范和科學(xué)研究等民用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，成為自動(dòng)控制、

7、在線監(jiān)測(cè)、非接觸測(cè)量、設(shè)備故障診斷、資源勘查、遙感測(cè)量、環(huán)境污染監(jiān)測(cè)分析、人體醫(yī)學(xué)影像檢查等重要方法。系統(tǒng)級(jí)產(chǎn)品種類和量產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大導(dǎo)致了紅外器件成本的降低，這個(gè)發(fā)展趨勢(shì)不但促進(jìn)了這項(xiàng)技術(shù)在民用領(lǐng)域能夠不斷地探尋更多的應(yīng)用用途，同時(shí)又拉動(dòng)了這項(xiàng)技術(shù)本身所牽引的基礎(chǔ)行業(yè)的發(fā)展。民用領(lǐng)域的紅外熱像儀市場(chǎng)極有可能呈現(xiàn)出爆發(fā)性增長(zhǎng)，未來(lái)全球民用潛在需求市場(chǎng)高達(dá)上千億美元。?第二部分紅外技術(shù)產(chǎn)業(yè)的主要領(lǐng)域方向按產(chǎn)品和技術(shù)類別可分為：紅外傳感器、紅外成像器、紅外材料、光學(xué)元件、制冷器、前放、專用信號(hào)讀出處理電路、圖像處理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)檢測(cè)、仿真與試驗(yàn)等；按應(yīng)用領(lǐng)

8、域可分為：安防領(lǐng)域、消防領(lǐng)域、電力領(lǐng)域、企業(yè)制程控制領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域