SWIR相机
SWIR相机是监控光电成像仪中一个重要的类别,原因有以下几点。首先,InGaAs技术的进步使得设计出成本相对较低的短波红外相机成为可能。其次,InGaAs相机灵敏度极高,即使在漆黑的夜晚也能生成所观测场景的图像。第三,与工作在可见光/近红外波段的VIS-NIR相机或夜视设备(NVD)相比,SWIR相机对恶劣大气条件的影响更小。第四,即使采用比红外热成像仪小得多的光学元件,SWIR相机也能生成高分辨率图像。第五,SWIR相机能够探测到被典型激光测距仪或激光指示器照射的靶标,这些设备会发射短波红外波段的光。

光谱波段最高达1700nm的非制冷SWIR相机通常利用被观测目标反射的辐射来生成这些目标的图像,其工作原理与VIS-NIR相机类似。光谱带扩展至约2200nm的制冷型SWIR相机则同时利用反射光和被观测高温目标发出的热辐射。基于这些特性,SWIR相机既可采用VIS-NIR相机的测试方法,也可采用红外热成像仪的测试方法进行测试。 InGaAs 阵列(FPA)的参数也可用于表征 SWIR 相机。
Inframet 建议通过以下三种方式对 SWIR 相机进行表征:A) 测量 VIS-NIR 相机典型的参数(分辨率、最小可分辨对比度、MTF、畸变、视场、灵敏度、SNR、等效噪声输入、固定图案噪声、非均匀性),B) 测量红外热成像仪的典型参数(MRT、MDT、MTF、NETD、 FPN,非均匀性、畸变、视场角),C) 测量1550 nm波长下InGaAs焦平面探测器模块的参数(平均探测率、噪声等效辐照度、噪声、动态范围)。对于典型情况下灵敏度范围约至1700 nm的非制冷SWIR相机,仅对A类参数进行测试是可接受的。对于灵敏度范围可达2200 nm的制冷SWIR相机,建议进行包括B类参数测量的扩展测试。
图1. 用于远距离 SWIR 相机测试的 ST200 测试系统 | 图2. 用于短程SWIR相机测试的SINIS60测试系统 |
| 图 3. 用于 SWIR相机基本辐射测量测试/校准的 SIWIR150 测试系统(两种工作模式) | |
Inframet提供三种用于测试SWIR相机测试系统:
ST测试系统通常是一种可变靶标测量系统,它利用一系列不同的靶标,将靶标图像投射到被测SWIR相机入射方向上。相机会生成这些投射图像的畸变副本。由人工观察员或软件对相机生成的图像质量进行评估,并测量SWIR相机的重要特性。 ST测试系统由反射式离轴平行光管、宽带光源、中温黑体、电动旋转靶轮、一套靶标、一套滤光片、电脑、图像采集卡和测试软件组成。
SINIS系统可视为ST系统的简化版本。它基于手动卤素灯光源(型号为LS-MAH-SW,基本版本未校准),而ST系统则采用计算机化校准的SAL光源。此外,在 ST 系统中,靶标通过 MRW-8 旋转靶轮自动更换,而 SINIS 系统则需手动插入靶标。SINIS 系统通常作为图像投影仪交付,不包含 PC 和测试软件(假设客户在需要时自行提供这些组件)。所有这些设计上的改变使得其价格与典型的 ST 测试系统相比大幅降低。
SIWIR 是一款用于在生产阶段对 SWIR 相机/核心部件进行基本测试/校准的系统。该系统可进行两类测试:1)SWIR相机(核心、光学系统和机械外壳)的测试/校准;2)SWIR相机核心(图像传感器和控制电子元件)的测试/校准。在这两种情况下,测量参数或校准函数的列表均相同:1. 两点非均匀性校正;2. 噪声/灵敏度参数测量(成像仪为噪声等效辐射度 NER,摄像机核心为噪声等效辐照度 NEI);3. 空间噪声测量(非均匀性、固定图案噪声)——可选,4. 相对光谱灵敏度测量(在多个波长下的简化测量)——可选。
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