探测器尺寸选择,以在扩展的短波红外波段中实现远距离准性能

科学领域:

• 光学和光子学 在光学和光子学.
• 红外技术 红外技术
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 对扩展短波红外 (eSWIR) 频段的日益增长的兴趣是由于焦平面阵列技术的进步,特别是 telluride 和II型超级晶格材料.
• 改进的设计和制造流程允许优化eSWIR探测器尺寸,重量和功率 (SWaP).
• 较小的探测器尺寸对于某些应用是可取的,但性能基本上受到2至2.5微米光谱范围内的减少太阳照明的限制.

研究的目的:

• 为了研究在不同照明条件下进行eSWIR成像的最佳探测器尺寸.
• 在缺乏光子的环境中分析探测器分辨率和信号噪声比 (SNR) 之间的权衡.
• 为了比较主动和被动eSWIR成像的有效性,基于探测器大小来进行远程物体歧视.

主要方法:

• 使用信号噪声比 (SNR) 放射测量来探索被动eSWIR成像的理论极限.
• 模拟目标区分性能作为探测器大小和照明条件的函数.
• 在eSWIR频段中模拟连续波 (CW) 激光照明,以评估主动成像性能.

主要成果:

• 被动eSWIR成像性能从根本上受到太阳光照明减少的限制,在这种情况下,较小的探测器的好处在低光条件下被较低的SNR所抵消.
• 用于被动eSWIR成像的最佳探测器尺寸取决于特定的照明水平.
• 与被动方法相比,使用CW激光照明在eSWIR频段中的主动成像显示了与被动方法相比更好的远程对象区分的潜力,减轻了探测器尺寸限制的影响.

结论:

• 针对eSWIR成像的探测器尺寸优化需要仔细考虑照明条件.
• 活跃的eSWIR成像提供了一种可行的解决方案,以克服光子饥饿环境中的SNR限制,以增强远程检测.
• 对活跃的eSWIR系统的进一步研究可以利用探测器的进步来改进监控和遥感应用.