1.非均匀性概念:
红外成像系统受到自身和外界因素影响,在同等强度红外辐射下,探测器的各个像元的输出响应率不同。
2.影响:
非均匀性的存在使得红外成像系统的成像质量下降,影响视觉效果。
3.主要来源:
(1)器件自身缺陷引起的非均匀性
探测器自身的非均匀性是主要是指在制造工艺、探测器材料选取中引入的,是产生红外成像系统的非均匀性的主要原因,具体包括像元尺寸差异导致像元感光面积不一致、腐蚀工艺的优劣、半导体材料的掺杂材料、表面态密度不均匀等因素。
(2)放大电路引入的非均匀性
红外探测器输出的模拟信号非常微弱,因此需要外接放大器,目前非制冷红外探测器大多采用行扫描读出方式,每行像元公用一个放大器,而放大器的参数不一致,引入了非均匀性噪声。
(3) 器件工作状态带来的非均匀性
首先, 探测器的响应率会受到温度影响,而在探测器正常工作时,其衬底通过与周围环境热传递,导致焦平面阵列像元温度变化,各个像元输出相应不一致,因此会产生非均匀性。
其次,探测器正常工作需要提供合适的驱动信号及相应电压信号,而此两种信号的变化也会导致非均匀性。
最后,探测器采用的半导体材料,在温度变化或者电压变化时会产生电荷流动,引入1/f噪声,即闪烁噪声,也会产生非均匀性
(4) 光学系统引入的非均匀性。
辐射源通过光学镜头照射在感光阵列上,红外镜头的精度及感光轴偏离中心的距离也是引入非均匀性的重要原因。
4.非均匀性度量
当红外均匀辐射输入(黑体中)时,M行N列探测器的红外成像系统的非均匀性可表示为:
参考:非制冷型红外成像系统关键技术研究——- 唐艳秋