热成象综述

光电探测器列阵和器件结构的最新科研成果,推动着各种用途的热成象技术迅猛发展。本文介绍部分通常采用的器件,它们的工作原理以及在军用成象技术中的应用实例。     

热成象系统

Thomson管子电子技术公司(法国)的TH9851 Pyrion热成象摄象管对温度梯度的宽温标范围内的红外辐射敏感,并具有高的热和空间分辨率。Pyrion摄象管的工作波段为3～5μm和8～14μm。据该公司声称,TH9851A型摄象管可产生等效于250×250个象素的清晰度,并能探测0.2℃的温度差,其灵敏度为5.5μA/W。     

法国的组件式热成象系统

由于现代夜视系统造价高昂,加之军方对仪器性能的要求越来越高,针对这两方面的问题,各国都谋求发展自己的组件式系统。对于英国、美国和德国的热成象系统组件计划已早有所知,这里要介绍的是法国的组件计划实施情况。法国国防部自1975年就与 SAT 和 TRT 公司签订合同,确立法国的热成象组件计划体制,正式的计划称为 SMT(组件式热成象系统)计划。规定的具体设计特点为:     

应用热成象技术测量高温气流温度场

１前言高温风洞的温度高达１７００℃,流速达０．９马赫数。为了测量风洞中气流温度分布的均匀性,通常采用铂铑３０－铂铑１０热电偶温度传感器,但是它只能采用逐点移测法,因此它不可能在同一时刻将一条检测线上气流温度测量出来。同时在高温气流测量时,热电偶接点由...     

并扫热成象系统的电子线路最佳响应

本文描述并扫热成象系统的信号和噪声,使用的分析模型是基于把系统近似为线性系统,并包括观察者。讨论了电子线路对信噪比的影响,并对采样和非采样并扫热成象系统的最佳响应进行了计算。     

编码成象技术用于提高针孔成象空间分辨率

本文采用编码成象技术处理针孔成象,提高其空间分辨率.采用反投影解码技术,对针孔成象的分辨率进行了计算,结果表明,可将10μm的针孔成象空间分辨率提高到3μm左右.最后对字母“C”图象进行模拟计算,经反演后,可以得到与原图象相近的图象.     

相干成象激光雷达

 一、微波雷达到激光雷达微波雷达是到目前为止使用最普遍、技术最成熟的雷达技术之一,往往也称其为电雷达或常规雷达.微波雷达是人们相当熟悉的,它已经广泛应用于军事、国民经济以及航空、航天等各个科学技术领域里.但是,微波雷达往往不能给出令人满意的速度、距离以及空间分辨率,特别是在距目标很近时(如几米至几十米之间)微波雷达往往进入盲区,完成不了某些要求,即所谓的“失灵”.即便是在常规时,由于微波的波长较长,对同一目标的信息量获得的少,影响雷达系统的灵敏度.进入二十世纪六十年代,激光器的研制获得成功.于是以激光器为辐射源的激光雷达的研究,引起许多科学家的重视.     

磁共振成象新进展

磁共振成象(MRI)已经成为生命科学研究和医疗诊断的有力手段，因此荣获2003年诺贝尔生理学或医学奖．文章概述了磁共振成象的新近进展，包括医疗成象、脑功能成象、显微成象、活体磁共振波谱等方面．     

低对比度成象

在军事、工业、医疗等应用中,由于传感器所接收的图象可能仅有百分之一以下的对比度,因此,无论显示或观察都有很大的困难。为了提高图象质量,必须对图象信息进行实时处理。本文分析了低对比度成象技术中存在的问题,提出了增强图象和减小噪声的原理和方法,最后介绍用数字处理提高成象质量的方法。     

光电成象技术

光电成象技术是获取低光照图象信息的重要手段。在当代信息社会中,光电成象理论发展迅速和技术应用广泛而成为信号技术的前沿阵地。目前实用的光电成象技术分为两大类:其一是直视系统,其二是间接系统。直视系统的核心是变象管与象增强器。     

相干成象激光雷达

一、微波雷达到激光雷达微波雷达是到目前为止使用最普遍、技术最成熟的雷达技术之一,往往也称其为电雷达或常规雷达.微波雷达是人们相当熟悉的,它已经广泛应用于军事、国民经济以及航空、航天等各个科学技术领域里.但是,微波雷达往往不能给出令人满意的速度、距离以及空间分辨率,特别是在距目标很近时(如几米至几十米之间)微波雷达往往进入盲区,完成不了某些要求,即所谓的“失灵”.即便是在常规时,由于微波的波长较长,对同一目标的信息量获得的少,影响雷达系统的灵敏度.进入二十世纪六十年代,激光器的研制获得成功.于是以激光器为辐射源的激光雷达的研究,引起许多科学家的重视.     

核磁共振医学成象

 长期以来,核磁共振现象主要用于化学分析中.核磁共振(NMR)波谱分析在医学上可用药物分析和生化分析.1958年,开始有人用NMR原理进行活体血流量测定.1971年美国纽约州立大学教授R.Damdian提出NMR用于医学诊断的可能性及其意义,化学家P.C.Lauterbut于1972年进一步指出NMR信号完全可以重建图象.同年,X线电子计算机断层成像(或称电子计算机体层摄影)技术正式宣告问世,这使医学诊断发生了革命性的飞跃.电子计算机断层成像简称为CT.核磁共振医学成像也采用先进的CT技术,称为核磁共振计算机体层摄影(NMR-CT).但它与X-CT在获取信息的原理方面全然不同,在图像重建方面有所相似,只不过NMR-CT比X-CT要复杂得多.     

一种新的成象技术——穆斯堡尔成象

穆斯堡尔成象技术是1987 年由美国国家标准局S.J.Norton首先提出的[1].它与X射线成象(又称为CT断层成象)、核磁共振成象(NMR)一样能给出立体图象,虽然现在还不能在医学中应用,但在材料科学研究方面却已显示出广泛的应用前景. 在介绍穆斯堡尔成象之前,先介绍一下NMR成象.由于穆斯堡尔成象与NMR成象都依赖于原子核共振效应,因此它们具有许多相同的特征.NMR成象的原理是:由于原子核共振频率正比于局域磁场强度,因此,当施加一个外磁场于自旋体系时,不同频率的信号对应于实验样品内不同的空间位置.用这种方法可以将不同频率的信号转变为…     

光声显微成象——一种新型显微成象技术

本文概述了光声显微镜的发展概况、基本原理、装置系统、成象特点以及应用前景.以国内外已经建立的光声显微镜装置及其所取得的研究成果,说明这种成象系统在物理、化学、生物、医学及其它科学研究和生产实际中将发挥重要作用.     

医学成象技术概论

近十几年来,随着核技术、计算机技术和图象重建理论的飞速发展,相继出现了许多活体内部医学成象的技术,使放射医学诊断达到了崭新的水平。本文讨论下列几种医学成象技术:B 型超声诊断、同位素造影术、X 线CT(计算机控制断层扫描)、核磁共振成象(NMRI)和正电子断层扫描(PET)。     

光学成象的信息量

本文应用前文的结果,求得了光学成象的信息量的准确表式,并将信息量与光子的量子态、简并度等联系起来。在这个基础上,研究了光学系统的传递函数对信息量的影响与量子态在描述光信息传递问题上的应用,以及高简并度相干光源的信息量问题。     

X-波段电子自旋成象

报道了自行设计研制的X-波段ESR成象装置并用之对典型样品作了ESR成象测定;用解卷积和分析图象重建中卷积滤波法对自旋样品体系进行了二维的图象重建,获取了能反映真实自旋分布的二维自旋密度图象.     

液面法声全息成象

声全息成象是继光全息照相之后发展起来的一种全息技术（关于全息照相的原理,请参考本刊第三卷第一期王永昭《全息照相》一文）。声波具有能够在不透光的物质中传播的特性,利用声全息成象便有可能得到不透光物体内部结构的象,因而就有可能在医学诊断、无损探伤、水下显示及地层探测等方面得到应用。我们仅就声全息成象技术中的一种方法,即“液面法”做了一些实验方面的尝试,得到了一些简单物体的象。一、几种声全息成象方?...     

正确观察透镜成象

观察透镜成象,大多采用图1所示的装置。物体用一个二维的物体,在象面上放置一个接受屏,从屏上可以观察到一个二维的物体象。由于在中学和大学低年级,大多采用这种观察方法,所以给不少学生造成了这样的错觉,认为透镜成的象是二维象,且只能在接受屏上观察透镜成象。为了避免造成上述错觉,同时为学生今后在大学阶段观察全息实象打下基础,在中学阶段就应该培养学生正确的观察和思维。