紅外成像系統測試

通常人們把紅外輻射稱為紅外光、紅外線。實際上其波段是指其波長約在0.75μm到1000μm的電磁波。人們將其劃分為近、中、遠紅外三部分。近紅外指波長為0.75-3.0μm；中紅外指波長為3.0-20μm；遠紅外則指波長為20-1000μm。由于大氣對紅外輻射的吸收，只留下三個重要的“窗口”區，即1-3μm、3-5μm和8-13μm可讓紅外輻射通過。

自然界中凡是溫度高于零度的物體，就會一直向外輻射能量。通過探測并收集這些輻射能，再現物體的輻射起伏，進而顯示出物體的特征信息，這樣的成像系統就是紅外成像系統。

基于光電圖像的測量，是以圖像的獲取及其處理為手段，來確定被測對象的諸如空間、時間、溫度、速度以及功能等等有關參數或者特性的一種測量方法。把圖像當作檢測和傳遞的手段或載體加以利用，是一種建立在光學成像技術基礎上并融入了計算機技術、光電子學數字圖像處理技術以及光機電一體化的綜合測量技術，其目的在于從圖像中提取有用的信號。由于其具有非接觸、高靈敏度和高準確度等特點，在信息科學、生命科學、工農業生產和制造業、航空航天、國防軍事、科學研究以及人們的日常生活等領域中得到了廣泛應用，是當代*測試技術之一。

紅外成像系統結構如下圖顯示：

圖1.1 紅外成像系統性能模型基本框圖

經過近幾十年的發展，紅外成像系統經歷數次變革，已經由zui初的點源和線陣掃描型發展到現在的第三代紅外焦平面凝視型系統，目前國外對紅外成像系統實驗室測試的性能參數多達十六七項。

位于美國馬薩諸塞州的Optikos公司有35年的光學測試研發歷時，專注于光學鏡頭、可見光及紅外系統測試。

圖1.2 I-SITE系統簡圖

 I-SITE系統是zui靈活的測試裝置，可從整個系統中測試分立元件。I-SITE系統是設計于在信號處理鏈的多個點為各種類型的光電系統提供測量。I-SITE軟件可以拓展適應新的測量以及可以升級結合另外的模塊從而適應用戶系統的需求改變。I-SITE的測試原理圖如下。

圖1.3 I-SITE測試系統模型

可測量項目：

I-SITE™系統支持以下光電測量：

線擴展函數(LSF) 、調制傳遞函數(MTF) 、信號傳遞函數(SiTF) 、噪聲功率譜(NPS) 、噪聲電壓的均方根值(RMS) 、噪聲等效亮度(NEL) 、zui小可分辨對比度(MRC) 、zui小可檢測的對比度(MDC)

   紅外系統：

噪聲等效溫差(NETD)

噪聲等效輻射率(NER)

zui小可分辨溫差(MRTD)

zui小可探測溫差(MDTD)

3D噪音

線擴展函數(LSF)

調制傳遞函數(MTF)

信號傳遞函數(SiTF)

噪聲功率譜(NPS)

噪聲電壓的均方根值(RMS)

探測器靈敏度(D*)

固定軸線校準

多個FOV軸線校準

1D-2D非均勻性

Jitter

Narcissus

視場（FOV）

FOV變化

熱像儀多個FOV轉換時間

固潤光電主營Optikos等光電測試儀器。隨著紅外成像系統性能水平的提高，Optikos紅外成像測試系統性能模型也在不斷地改進以適應新一代的熱成像系統的性能預測要求。建立詳盡的目標背景統計模型：模擬各種圖像處理算法和搜索跟蹤算法；干擾效應的模擬；成像系統的載體和目標的機動性建模；完善動態性能模型對紅外搜索跟蹤系統和導引頭性能的閉環預測等，將是未來紅外成像系統性能模型發展的重點。計算機性能水平的提高為動態性能模型更準確更快的預測現場性能提供了可能。