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短波紅外技術(shù)在空間遙感中的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間： 2022-10-31　　點(diǎn)擊次數(shù)： 2208次

空間遙感技術(shù)，即利用遙感探測(cè)設(shè)備，在遠(yuǎn)距離感知和接收物體發(fā)出的輻射或反射出的電磁波信息，并將其分析處理成所需的信號(hào)或圖像的技術(shù)。目前空間遙感技術(shù)已經(jīng)深入到人類的工作和生活當(dāng)中，在海洋研究、氣象和氣候研究、森林資源勘測(cè)、地質(zhì)礦產(chǎn)勘察、農(nóng)作物產(chǎn)量預(yù)估、自然災(zāi)害檢測(cè)中都有廣泛應(yīng)用。
空間遙感從工作機(jī)理上可以分為主動(dòng)遙感與被動(dòng)遙感，從探測(cè)譜段上劃分可以分為微波探測(cè)和光學(xué)探測(cè)。一般情況下，微波探測(cè)可以看作是主動(dòng)遙感，光學(xué)探測(cè)可以看作是被動(dòng)遙感。
微波探測(cè)主要原理是，使用微波源發(fā)出微波信號(hào)，微波信號(hào)在接觸到探測(cè)目標(biāo)后返回，再通過(guò)遙感儀器接收返回的微波信號(hào)進(jìn)行處理應(yīng)用。

而光學(xué)探測(cè)也稱光電探測(cè)，即用相應(yīng)波段的光電探測(cè)器接收目標(biāo)的輻射反射等信息，經(jīng)由光電探測(cè)器的本身特性，將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，再交由后端電路進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。

微波探測(cè)與光學(xué)探測(cè)為互補(bǔ)關(guān)系，在空間遙感中都被廣泛應(yīng)用。但不管是微波探測(cè)還是光學(xué)探測(cè)，都需要通過(guò)衛(wèi)星攜帶微波/光學(xué)探測(cè)設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)地物的探測(cè)與感知。由于地球外圍有很厚的大氣層，從地球表面向外可分為對(duì)流層、平流層、中間層、電離層和散逸層，大氣層中的各種粒子都會(huì)對(duì)天體輻射和電磁波進(jìn)行吸收和反射，這就導(dǎo)致衛(wèi)星對(duì)地遙感的實(shí)現(xiàn)需要依賴大氣窗口波段。

大氣窗口波段，即能在大氣層中保持高透過(guò)率的波段。因?yàn)榇髿鈱又懈鞣N粒子對(duì)輻射的反射和吸收，只有某些波段范圍的天體輻射和電磁波才能在大氣層中保持高透過(guò)率，這些在大氣層中能保持高透過(guò)率的波段被稱之為大氣窗口波段。
大氣窗口波段的光譜段主要有：微波波段、紅外波段和可見(jiàn)光波段等，微波探測(cè)具有全天候晝夜工作能力，不易受氣象條件和日照水平的影響。但微波的波長(zhǎng)比可見(jiàn)光、紅外線要長(zhǎng)幾百至幾百萬(wàn)倍，所以衍射現(xiàn)象顯著，導(dǎo)致空間分辨率較低，而光學(xué)探測(cè)正好彌補(bǔ)了微波探測(cè)的這一缺點(diǎn)。且紅外線的波段相比可見(jiàn)光也有較強(qiáng)的穿透云雨霧的能力，彌補(bǔ)了可見(jiàn)光受天氣影響較大的缺陷。在紅外波段，常見(jiàn)的紅外波段的大氣窗口一般劃分為短波紅外、中波紅外和長(zhǎng)波紅外三個(gè)大氣窗口波段。
其中短波紅外波段與中波和長(zhǎng)波相比，波長(zhǎng)較短，細(xì)節(jié)分辨力更好，有利于對(duì)比度較強(qiáng)的高分辨率圖像，可便于和各類光譜成像裝置搭配后使用，其成像效果更接近于可見(jiàn)光圖像，而不是紅外光譜的熱能。由于很多物質(zhì)都在該波段具有的光譜特性，因此短波紅外波段在空間對(duì)地遙感領(lǐng)域的許多方面都有不可替代的作用，比如大氣成分的分析、地質(zhì)資源的勘探、土壤水分的檢測(cè)等等。
而InGaAs材料在短波紅外波段具有高靈敏度、高探測(cè)率、高量子效率，且可以在室溫或近室溫下工作的特點(diǎn)，是小型化、低成本和高可靠性的短波紅外探測(cè)器的選擇。
我司一直致力于基于高性能InGaAs探測(cè)器的短波紅外相機(jī)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。結(jié)合行業(yè)發(fā)展與市場(chǎng)需求，立鼎團(tuán)隊(duì)不斷將產(chǎn)品優(yōu)化迭代，推陳出新。針對(duì)不同的用戶群體打造了滿足用戶需求的系列產(chǎn)品，性能可靠，價(jià)格合理，深受國(guó)內(nèi)外行業(yè)用戶的信賴。
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立鼎經(jīng)濟(jì)型短波紅外相機(jī)致力于為用戶提供輕量化、結(jié)構(gòu)小、重量輕的產(chǎn)品解決方案，方便集成在各類光電系統(tǒng)中。為更方便用戶使用，可提供專業(yè)定制化服務(wù)。

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立鼎寬譜段短波紅外相機(jī)旨在為用戶提供目前行業(yè)發(fā)展的高指標(biāo)性能參數(shù)，該系列相機(jī)在減小像元尺寸至5um、提升分辨率至1280×1024的同時(shí)，將響應(yīng)波長(zhǎng)范圍擴(kuò)展至0.4-1.7μm，且能在0.4-1.6μm的響應(yīng)波長(zhǎng)范圍內(nèi)保持70%以上的量子效率，同時(shí)不增加機(jī)身功耗與體積重量，可滿足不同用戶群體的多樣使用需求。

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立鼎制冷系列為用戶提供制冷型高性能相機(jī)，采用熱電制冷銦鎵砷探測(cè)器，能夠很好的抑制芯片暗電流，從而提升成像質(zhì)量。此系列可選配擴(kuò)展型InGaAs焦平面探測(cè)器，可將探測(cè)范圍擴(kuò)展至1.1μm-2.2μm波段。

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立鼎科研型系列可為用戶提供科研級(jí)性能的短波紅外相機(jī)，由于溫度對(duì)探測(cè)器成像有較高的影響，探測(cè)器制冷溫度越低，探測(cè)器成像質(zhì)量越高。立鼎該系列采用了高性能的制冷設(shè)計(jì)將芯片溫度可降至-80℃，從而降低暗電流，在超長(zhǎng)的曝光時(shí)間下工作，圖像也能具有高的信噪比。提供集成多種圖像算法的專用軟件，非常適合科研級(jí)用戶需求。

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立鼎定制型短波紅外相機(jī)是立鼎團(tuán)隊(duì)為保證各類客戶的產(chǎn)品性能指標(biāo)而推出的定制化服務(wù)。可根據(jù)用戶不同需求進(jìn)行產(chǎn)品定制，將客戶重點(diǎn)關(guān)注的產(chǎn)品性能進(jìn)行提升，以滿足客戶在不同領(lǐng)域的使用。目前，立鼎團(tuán)隊(duì)已為多家客戶定制適合客戶項(xiàng)目應(yīng)用需求的多款相機(jī)，得到了眾多用戶的認(rèn)可。

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