Инфракрасная визуализация произвела революцию в нескольких отраслях, включая видеонаблюдение, автомобилестроение и здравоохранение. По сути, он позволяет улавливать и анализировать тепловое излучение, испускаемое объектами, что позволяет обнаруживать тепловые сигнатуры или температурные паттерны. Технология IRFPA (Microbolometer Infrared Focal Plane Array) стала значительным шагом вперед в области инфракрасной визуализации.
1. Понимание микроболометра IRFPA
Микроболометр IRFPA представляет собой усовершенствованный тип матрицы фокальной плоскости, которая состоит из матрицы крошечных инфракрасных детекторов. Каждый детектор, известный как микроболометр, измеряет тепловое излучение, испускаемое объектами, и преобразует его в электрический сигнал. Микроболометры обычно изготавливаются из материалов с высоким температурным коэффициентом сопротивления, таких как оксид ванадия (VOx) или аморфный кремний (a-Si). Эти материалы реагируют на изменения инфракрасного излучения, изменяя свое электрическое сопротивление.
2. Принцип работы
Принцип работы микроболометра IRFPA включает в себя несколько ключевых этапов:
Поглощение: входящее инфракрасное излучение поглощается материалом детектора, вызывая локальное повышение температуры.
Тепловая изоляция: Каждый микроболометр термически изолирован от окружающих компонентов, чтобы предотвратить перекрестные помехи и обеспечить точное обнаружение.
Изменение сопротивления: Повышение температуры микроболометра приводит к изменению его электрического сопротивления.
Схема считывания: Изменение сопротивления измеряется схемой считывания, которая преобразует его в электрический сигнал, пропорциональный падающему инфракрасному излучению.
Построение изображения: Сигналы от нескольких микроболометров объединяются в целостное изображение, указывающее на распределение теплового излучения.
3.Технический прогресс
На протяжении многих лет технология микроболометра IRFPA стала свидетелем значительных достижений, повышающих производительность и возможности инфракрасных систем визуализации. Некоторые из заметных технологических достижений в этой области следующие:
Более высокая чувствительность: Усовершенствования в конструкции микроболометров и использование современных материалов значительно повысили чувствительность IRFPA. Это позволяет обнаруживать даже меньшие перепады температур, обеспечивая улучшенный термический анализ и распознавание объектов.
Меньший размер пикселя: Уменьшение размера пикселя позволило увеличить количество детекторов в пределах заданного размера массива. Это достижение привело к созданию инфракрасных изображений с более высоким разрешением, предоставляющих более подробную информацию для точного анализа и принятия решений.
Снижение энергопотребления: Эффективные методы проектирования и оптимизированные производственные процессы привели к созданию микроболометров со сниженными требованиями к питанию. Это расширило потенциал применения технологии IRFPA, сделав ее пригодной для использования в портативных устройствах и системах с батарейным питанием.
Интеграция с другими технологиями: Микроболометры IRFPA были успешно интегрированы с другими технологиями визуализации. Например, комбинация IRFPA с датчиками видимого света или лазерными дальномерами позволяет получать мультиспектральные изображения, позволяющие всесторонне анализировать различные физические явления.
Снижение затрат: По мере развития производственных технологий экономия за счет масштаба привела к снижению затрат на производство микроболометров IRFPA. Такая экономическая эффективность способствовала более широкому внедрению технологии в коммерческих приложениях, включая смартфоны, беспилотные летательные аппараты и устройства Интернета вещей.
Микроболометр IRFPA сыграл жизненно важную роль в развитии технологии инфракрасной визуализации. Его способность обнаруживать и преобразовывать тепловое излучение в электрические сигналы проложила путь для широкого спектра применений, от военных и наблюдения до промышленных и медицинских областей. Непрерывный технологический прогресс с точки зрения чувствительности, разрешения, энергопотребления, интеграции и доступности сделал микроболометр IRFPA важнейшим компонентом современных систем инфракрасной визуализации. По мере дальнейшего развития этой технологии мы можем ожидать еще более высокой производительности и новых приложений в ближайшем будущем.
идти наверх
Неохлаждаемые инфракрасные детекторы
Неохлаждаемые тепловизионные модули
Охлаждаемые инфракрасные детекторы
Охлаждаемые тепловые модули