圖2 靜默發(fā)現(xiàn)和監(jiān)控系統(tǒng)及其裝備平臺

此外，美國軍方在1998年組織的多光譜傳感器的測試試驗用一個中波紅外熱像儀和一個長波紅外熱像儀采集了兩個波段的圖像信息，加拿大ABB公司在2011年報道了他們和美國海軍合作開發(fā)的傅里葉變換光譜輻射探測設(shè)備。

基于雙探測器的中長波雙波段紅外成像技術(shù)是一個過渡階段的技術(shù)，歐美主要國家都研制出了相應(yīng)的系統(tǒng)，并驗證了雙波段圖像融合、基于雙波段圖像的搜索跟蹤等技術(shù)，進一步探索并驗證了雙波段成像技術(shù)在實際應(yīng)用中的相關(guān)理論和技術(shù)。這使得相關(guān)國家在雙波段紅外成像方面積累了一定的領(lǐng)先優(yōu)勢。

1.2 雙線列雙波段成像技術(shù)

由于基于疊層材料的雙波段探測器無論是材料制備還是器件制造的難度都遠超過單波段探測器，而基于線列探測器成熟的制造技術(shù)，在同一個焦面上并列放置兩個波段的探測線列，以獲得可以探測雙波段輻射的線列探測器不失為一種降低成本和難度的方案。

在目前的公開文獻中，只有美國海軍研究實驗室報道了雙線列雙波段成像系統(tǒng)的研究成果。該系統(tǒng)所采用的雙波段線列探測器的構(gòu)成示意圖如圖3(a)所示，將中波和長波兩種探測器線列封裝在一起，配合共光路雙波段光學(xué)系統(tǒng)和掃描機構(gòu)，可以獲得30° × 1.5°的視場。通過信息融合的方式，可以有效提高探測率并降低虛警率，圖3(b)所示為該系統(tǒng)采集的雙波段圖像。

圖3 雙線列雙波段成像系統(tǒng)

1.3 單探測器雙波段成像技術(shù)

隨著雙波段材料制備和器件制造技術(shù)的進步，歐美主要國家都研制出了雙波段探測器。由于量子阱材料波長控制靈活、制備相對容易，所以各個國家最早研發(fā)出來的都是基于量子阱材料的雙波段探測器。由于量子阱材料存在量子效率低、暗電流大等缺點，各國隨后都把重點轉(zhuǎn)移到基于碲鎘汞材料的雙波段探測器的研發(fā)并取得了快速進展，表2所示是美國RVS、德國AIM、法國Sofradir、英國SELEX等公司的碲鎘汞雙波段探測器，目前碲鎘汞已經(jīng)成為雙波段探測器的主流材料。此外，隨著二類超晶格材料制備技術(shù)的進步，其優(yōu)點逐步顯現(xiàn)，也成為了雙波段探測器材料的一個重要發(fā)展方向。根據(jù)最新的報道美國已經(jīng)研制出面陣規(guī)格1280 × 720、像元大小12  μm的二類超晶格中長波探測器，其性能已經(jīng)大致達到了碲鎘汞探測器的水平。

隨著探測器技術(shù)的進步，各個國家都基于單探測器開發(fā)了雙波段紅外成像系統(tǒng)，表3所示是公開報道的國外典型單探測器中長波雙波段紅外成像系統(tǒng)。可以看到大多數(shù)報道都是美國和德國，這也反映出他們該技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。

美國陸軍研究實驗室和洛克希德馬丁公司早在2001年就報道了他們單探測器雙波段成像驗證樣機的研究成果。該樣機采用洛克希德馬丁公司研制的中長波量子阱探測器，配合一個100 mm焦距的雙波段光學(xué)系統(tǒng)，并采用在雙探測器雙波段成像技術(shù)中驗證過的彩色融合算法。美國陸軍和洛馬公司組織了大量圖像采集試驗，對坦克、卡車、直升機等陸軍主要軍用目標(biāo)進行了雙波段圖像采集。如圖4所示，從左到右依次為中波、長波和融合圖像。

美國陸軍夜視和電子傳感委員會、RVS（雷神視覺系統(tǒng)）公司和OASYS公司等在2008年報道了他們第三代熱像儀驗證樣機的成果。樣機采用RVS公司研制的640 × 512碲鎘汞中長波雙波段探測器，該探測器采用了最新的可變冷屏光闌杜瓦，并結(jié)合OASYS公司研制的變F數(shù)雙波段光學(xué)系統(tǒng)?；谠擈炞C樣機，美國軍方對中長雙波段紅外成像的優(yōu)點、變F數(shù)光學(xué)結(jié)合雙波段的優(yōu)勢以及中長波如何實現(xiàn)優(yōu)勢互補等方面的問題進行了研究和驗證。圖5所示是用該樣機采集的圖像，左側(cè)為中波，右側(cè)為長波。

表2 國外各機構(gòu)中長波雙波段探測器

表3 國外典型單探測器中長波雙波段紅外成像系統(tǒng)

圖4 單探測器雙波段紅外成像設(shè)備采集的軍用目標(biāo)雙波段圖像