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对长波红外成像进行解析
点击次数:1220 发布时间:2018-10-29
   对长波红外成像进行解析
  针对传统长波红外成像光谱仪难以同时实现弱遥感信号下高信噪比和小型化的现状,在数值孔径NA为0.19和0.33,工作波段为8~12 μm下,设计并对比分析了两种具有同心结构的Offner凸面光栅和Dyson凹面光栅光谱仪,借助Zemax软件,获得了它们的优解。
  当NA1=0.19时,两者均能理想成像,Offner结构大小为245 mm×213 mm×111 mm,调制传递函数(MTF)大于0.38,光谱分辨率为35 nm,谱线弯曲小于4.8% , 色畸变小于12.8%;Dyson结构大小为308 mm×61 mm×49 mm,MTF大于0.48,光谱分辨率为12 nm,谱线弯曲小于0.047%,色畸变小于0.138%。当NA2=0.33时,Offner结构无法理想成像长波红外成像,Dyson结构仍有很好的像质,大小为317 mm×88 mm×88 mm,MTF大于0.71,光谱分辨率为1 nm,谱线弯曲小于0.015% ,色畸变小于0.028%。设计结果表明,长波红外波段中,相对于Offner结构,Dyson结构具有数值孔径大、体积小、光谱分辨率和传递函数高以及谱线弯曲和色畸变小的优点。
  长波红外成像技术也具有用于晶圆的缺陷检测,因为长波红外光可以有效穿透硅材料,通常我们会在溴钨灯前面加上红外滤光片来得到一个长波红外光源,然后利用特殊设计的成像传感器来获取硅晶圆的透射图像,并做分析处理;该技术方案主要的不足在于,Raleigh判据决定长波红外的成像分辨率较差,而且长波红外的高速、高分辨率的成像传感器目前并没有很好的商业化设备。
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