光电探测技术发展概况

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1、光电探测技术发展概况学号：20121226465姓名：熊玉宝摘要:本文扼要论述光电探测技术重要性，并简要地介绍了光电探测技术的几种主要方法及发展趋势。关键词:光电；探测；技术光电探测技术是根据被探测对象辐射或反射的光波的特征来探测和识别对象的一种技术，这种技术本身就赋予光电技术在军事应用中的四大优点，即看得更清、打得更准、反应更快和生存能力更强。光电探测技术是现代战争中广泛使用的核心技术，它包括光电侦察、夜视、导航、制导、寻的、搜索、跟踪和识别多种功能。光电探测包括从紫外光（0.2～0.4μm）、可见光（0.4～0.7μm）、红外光（1～3μm，3～5μm，8～12μm）等多种波段的光信号的

2、探测。新一代光电探测技术及其智能化，将使相关武器获得更长的作用距离，更强的单目标/多目标探测和识别能力，从而实现更准确的打击和快速反应，在极小伤亡的情况下取得战争的主动权。同时使武器装备具有很强的自主决策能力，增强了对抗，反对抗和自身的生存能力。实际上，先进的光电探测技术已成为一个国家的军事实力的重要标志。现代高技术战争的显著特点首先是信息战，而信息战中首要的任务是如何获取信息。谁获取更多信息，谁最早获取信息，谁就掌握信息战的主动权。光电探测正是获取信息的重要手段。微波雷达和光电子成像设备常常一起使用，互相取长补短，相辅相成，可以获取更多信息，可以更早获取信息。前者作用距离远，能全天候工作；

3、后者分辨率高，识别能力和抗干扰能力强。无论侦察卫星、预警卫星、预警飞机还是无人侦察机往往同时装备合成孔径雷达和CCD相机、红外热像仪或多光谱相机。为改进对弹道导弹的预警能力，美国正在研制的天基红外系统（SBIRS）拟用双传感器方案，即一台宽视场扫描短波红外捕获传感器和一台窄视场凝视多色（中波/长波红外、长波红外/可见光）跟踪传感器，能捕获和跟踪弹道导弹从发射到再入大气的全过程。美国已经装备并正在不断改进的CR-135S眼镜蛇球预警机，采用可见光和中波红外像机，能精确测定420km外的导弹发射，确定发动机熄火点，计算出它的弹道和碰撞点。最近在上面加了一台远程激光测距机，其作用距离可达400km

4、。美国海军也在为战区弹道导弹防御系统研制称为“门警”系统的可进行主/被动监视的机载光电传感器系统。它包括一台红外搜索跟踪器(IRST)，采用双波段6×960元碲镉汞探测器阵列，探测距离可达800km，一台测距/跟踪器（LR/T），以128×128元锑化铟焦平面阵列精跟踪（约5μrad）目标，并以激光对目标测距（100-1000km），从而获得远距离目标的实时三维信息，赢得足够的预警时间。在光电技术其它应用中，诸如精确制导、导航、火控、对抗武器、通信、显示等方面都占有较重要的地位。光电探测技术1.可见光探测可见光CCD和CMOS成像器由于其体积小、重量轻、功耗低、寿命长、可靠和耐冲击等诸多特点

5、，现在已广泛用于军事遥感、侦察、飞机导航、导弹和炸弹的制导等现代军事装备中。民用也极其广泛，如保安、监控、可视门铃、视频电子邮件、可视电话、视频会议、数码相机以及医学和生物科学实验记录等都在使用CCD和CMOS成像器。现代可见光成像器已是数字化的，可以保存在软盘、硬盘和光盘中，再用计算机阅读、显示和打印出来。这种图像还可以修补、剪贴和远距离传输，这也是现代通讯的主要内容之一。先进的图像传感器的基本指标是清晰度（光敏元数）、灵敏度（量子效率）、动态范围（满阱电荷数）、信噪比（暗电流等噪声源）等，并与实用中常碰到的光学孔径、拖影、光晕、闪烁、图像滞后等图像性质有关，因此现代的先进技术都是在为进一

6、步提高这些基本指标和改善上述的图像性质而努力。2.红外探测由于温度高于绝对零度的任何物体都会辐射红外线，利用适当的对红外线足够灵敏的探测器，即使在夜里没有光照的情况下也能探测到物体的存在，还可得到它的外形图像。一些典型物体的温度和辐射峰值波长见表1。表1典型物体的温度和红外辐射的波长温度（K）辐射峰值波长（um）钨丝灯20001.45波音707飞机喷口8903.62M-46坦克尾部4736.13F-16战机蒙皮3338.70人体3109.66冰水（0度）27310.6由此可见，在战争中碰到的对象所辐射的红外线，大都在1～12μm之间。但是，在这个波段区的信号不是都能在大气中传播很远的，实践表

7、明只有三个波段区的信号能在大气中传播较远，它们分别称为：短波红外（SWIR，1～3μm）、中波红外（MWIR，3～5μm）和长波红外（LWIR，8～12μm）。通常说的军用红外技术，主要是针对这三个红外波段，而且重点还在中波和长波红外。对于红外探测装备其核心是红外探测器，从某种意义而言红外探测器的水平决定了红外光电探测装备的性能，国际上一般把单元和多元器件称为一代红外器件，把焦平面线列和阵列称二代器件，把双（