液晶基電調成像波譜面陣紅外探測芯片制造技術

本發明專利技術公開了一種液晶基電調成像波譜面陣紅外探測芯片，包括陶瓷外殼、譜紅外成像探測架構以及金屬散熱板，譜紅外成像探測架構設置在陶瓷外殼內，并包括驅控與圖像預處理模塊、面陣非制冷紅外探測器、以及電調成像波譜液晶模塊，三者同軸順序設置，電調成像波譜液晶模塊用于接收目標紅外入射光，通過其內的多級次高反射干涉相干提取紅外入射光中的譜紅外光，并傳送到面陣非制冷紅外探測器，面陣非制冷紅外探測器用于對譜紅外光進行光電轉換，以生成電響應信號。本發明專利技術具有結構緊湊，成像波譜響應迅速，可執行任意的波譜切入、凝視或跳轉，譜成像探測效能高，易與其它光學/光電/機械結構耦合，以及環境適應性好等特點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于紅外成像探測
，更具體地，涉及ー種液晶基電調成像波譜面陣紅外探測芯片。
技術介紹
一般而言，源于地球、太陽、星體、干擾或欺騙性光源的光頻電磁輻射構成了目標的背景光場。自然或者人工物質結構在材料、組分、能態、構造、形貌、活性以及生存環境方面的差異，使其呈現各異的自發輻射以及對外界電磁輻射的反射、散射或者透射屬性，但均有本征的可標記的特征譜電磁信息。它們一般以納米/亞納米級譜寬的電磁形態呈現出來，分布在紫外、可見光、紅外以及THz譜域。如火箭、飛行器以及導彈的尾焰光輻射呈現窄帶連續譜，以及峰值輻射功率隨尾焰溫度的變化而改變。人工紅外源通常表現出微米尺度 的輻射帶寬，并且隨溫度變化改變其輻射功率和波長。高相干激光其譜寬常被約束在納米/亞納米尺度。爆燃或爆炸發光則與物質的高溫燃燒發光類似，其能譜在微米/亞微米范圍，并具有窄帶連續性、非勻質性和時序性。目前廣泛使用的碳材料、工程塑料、陶瓷、玻璃鋼、多種無機非金屬復合材料對電磁輻射的響應或擾動，則主要存在于遠紅外甚至THz譜域。基干物質譜輻射屬性的圖譜一體化成像技木，目前已應用于環境監視，恐怖裝置鑒別，探測使用了工程塑料、高性能陶瓷、無機非金屬復合材料的電磁隱身飛行器，對毒品和生化物質進行快速成像檢測，提高基于圖像信息的安檢水平，以及成像探測、觀察和制導等方面，并進ー步推動成像探測技術的持續快速發展。但現有問題仍然是基于寬光譜探測器材的譜成像裝置仍需配置復雜精密的飼服、驅動或掃描機構，體積和質量大，響應慢，譜圖像的生成、轉換時間長，電子資源占用量大，不適用于高速載體或目標，難以執行任意的成像波譜切入或跳轉。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供ー種具有強的圖譜一體化探測能力，使用方便，成像波譜響應迅速，可執行任意的波譜切入、凝視或跳轉，易與其它光學/光電/機械結構耦合，以及環境適應性好的液晶基電調成像波譜面陣紅外探測芯片。為實現上述目的，本專利技術提供了ー種液晶基電調成像波譜面陣紅外探測芯片，其特征在于，包括陶瓷外殼、譜紅外成像探測架構以及金屬散熱板，譜紅外成像探測架構設置在陶瓷外殼內，并包括驅控與圖像預處理模塊、面陣非制冷紅外探測器、以及電調成像波譜液晶模塊，三者同軸順序設置，金屬散熱板設置在陶瓷外殼后部，并與其固聯用于芯片散熱，電調成像波譜液晶模塊用于接收目標紅外入射光，通過其內的多級次高反射干渉相干提取紅外入射光中的譜紅外光，并傳送到面陣非制冷紅外探測器，面陣非制冷紅外探測器用于對譜紅外光進行光電轉換，以生成電響應信號，驅控與圖像預處理模塊用于對電響應信號進行量化、配準和校正，以獲得譜紅外圖像數據并輸出，驅控與圖像預處理模塊是基于SoC和FPGA結構，用于為電調成像波譜液晶模塊、以及面陣非制冷紅外探測器提供驅動和調控信號，電調成像波譜液晶模塊還用于根據調控信號改變其液晶材料的折射率，以改變紅外入射光中的譜紅外光的波長。陶瓷外殼的側面還設置有第四指示燈，其與驅控與圖像預處理模塊電連接，用于顯示紅外光電響應數據處在正常的輸出狀態，陶瓷外殼的側面還設置有通訊端ロ，用干與外部電子裝置連接以接收指令，用于輸出電調成像波譜液晶模塊和面陣非制冷紅外探測器的工作參數，以及紅外圖像數據，陶瓷外殼的側面還設置有第一指示燈，其與驅控與圖像預處理模塊電連接，用于顯示通訊端ロ處在正常工作狀態，陶瓷外殼的側面還設置有第二指示燈，其與驅控與圖像預處理模塊電連接，用于顯示驅控與圖像預處理模塊處在正常工作狀態，陶瓷外殼的側面還設置有第三指示燈，其與驅控與圖像預處理模塊電連接，用于顯示面陣非制冷紅外探測器處在正常工作狀態，陶瓷外殼的側面還設置有第五指示燈，其與所屬驅控與圖像預處理模塊電連接，用于顯示電調成像波譜液晶模塊處在正常工作狀態，陶瓷外殼的側面還設置有驅控信號輸出端ロ，其與探測器驅控信號輸入端ロ以及液晶驅控信號輸入端ロ電連接，用于從驅控與圖像預處理模塊輸出面陣非制冷紅外探測器以及電調成像波譜液晶模塊的驅動和調控信號，陶瓷外殼的側面還設置有探測器驅控信號輸入端ロ， 其與驅控信號輸出端ロ電連接，用于輸入面陣非制冷紅外探測器的驅動和調控信號，陶瓷外殼的側面還設置有液晶驅控信號輸入端ロ，其與驅控信號輸出端ロ電連接，用于輸入電調成像波譜液晶模塊的驅動和調控信號。陶瓷外殼的底面還設置有第六指示燈，其與驅控與圖像預處理模塊電連接，用于顯示電源已接通，陶瓷外殼的底面還設置有電源端ロ，用于接入電源線以與外部電源連接。通過本專利技術所構思的以上技術方案，與現有技術相比，具有以下的有益效果I、圖譜一體化，本專利技術具有成像波譜選擇與紅外圖像信息獲取一體化進行的優點。2、譜成像方式靈活，由于在確定的電驅控信號范圍內可在液晶結構上隨意施加驅動和調控信號，本專利技術具有譜成像探測可在特定紅外波段內的任意波譜處展開、凝固或調變的優點。3、時序多色性，本專利技術具有依時間順序展開成像探測并輸出譜紅外圖像信息，以及基于時序譜掃描的多譜復合成像探測的優點。4、智能化，通過選擇或改變液晶結構上的加電模式，使成像探測受先驗知識、特征場景或圖像處理結果的約束、干預或引導，本專利技術具有智能化的優點。5、環境適應性好，由于采用了光學性能可快速調變的液晶波譜結構，可根據環境和目標情況對特征紅外入射光波進行快速響應，本專利技術具有環境適應性好的優點。6、使用方便，由于采用了集成電調成像波譜液晶模塊、非制冷紅外探測器、以及驅控與圖像預處理模塊這樣的體系架構，本專利技術具有接插方便，易與光學系統、外圍電子學和機械結構耦合的優點。附圖說明圖I是本專利技術的液晶基電調成像波譜面陣紅外探測芯片的結構示意2是本專利技術的液晶基電調成像波譜面陣紅外探測芯片的原理示意圖。圖I中I-第一指示燈，2-第四指示燈，3-通訊端ロ，4-圖像數據輸出端ロ，5-第ニ指示燈，6-第三指示燈，7-第五指示燈，8-驅控信號輸出端ロ，9-探測器驅控信號輸入端ロ，10-驅控與圖像預處理模塊，11-面陣非制冷紅外探測器，12-液晶驅控信號輸入端ロ，13-電調成像波譜液晶模塊，14-第六指示燈，15-電源端ロ，16-金屬散熱板，17-陶瓷外殼。具體實施例方式為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本專利技術進行進ー步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。如圖I所示，本專利技術的液晶基電調成像波譜面陣紅外探測芯片，包括陶瓷外殼17、譜紅外成像探測架構以及金屬散熱板16。譜紅外成像探測架構設置在陶瓷外殼17內，并包括驅控與圖像預處理模塊10、面陣非制冷紅外探測器11、以及電調成像波譜液晶模塊13，三者同軸順序設置。 金屬散熱板16設置在陶瓷外殼17后部，并與其固聯用于芯片散熱。電調成像波譜液晶模塊13用于接收目標紅外入射光，通過其內的多級次高反射干渉相干提取紅外入射光中的譜紅外光，并傳送到面陣非制冷紅外探測器11。面陣非制冷紅外探測器11用于對譜紅外光進行光電轉換，以生成電響應信號，驅控與圖像預處理模塊10用于對電響應信號進行量化、配準和校正，以獲得譜紅外圖像數據并輸出，還用于為電調成像波譜液晶模塊13、以及面陣非制冷紅外探測器11提供驅動和調控信號。在本實施方式中，驅控與圖像預處理模塊10是基于SoC和FPGA結構。電調成像波譜本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種液晶基電調成像波譜面陣紅外探測芯片，其特征在于，包括陶瓷外殼、譜紅外成像探測架構以及金屬散熱板；所述譜紅外成像探測架構設置在陶瓷外殼內，并包括驅控與圖像預處理模塊、面陣非制冷紅外探測器、以及電調成像波譜液晶模塊，三者同軸順序設置；所述金屬散熱板設置在所述陶瓷外殼后部，并與其固聯用于芯片散熱；所述電調成像波譜液晶模塊用于接收目標紅外入射光，通過其內的多級次高反射干涉相干提取所述紅外入射光中的譜紅外光，并傳送到所述面陣非制冷紅外探測器；所述面陣非制冷紅外探測器用于對所述譜紅外光進行光電轉換，以生成電響應信號；所述驅控與圖像預處理模塊用于對所述電響應信號進行量化、配準和校正，以獲得譜紅外圖像數據并輸出；所述驅控與圖像預處理模塊是基于SoC和FPGA結構，用于為所述電調成像波譜液晶模塊、以及所述面陣非制冷紅外探測器提供驅動和調控信號；所述電調成像波譜液晶模塊還用于根據所述調控信號改變其液晶材料的折射率，以改變所述紅外入射光中的譜紅外光的波長。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張新宇，佟慶，康勝武，羅俊，桑紅石，張天序，
申請(專利權)人：華中科技大學，
類型：發明
國別省市：