[發(fā)明專利]基于光子晶體濾波和量子點光譜轉(zhuǎn)換的日盲紫外成像裝置有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201410081387.8 | 申請日： | 2014-03-07 |
| 公開（公告）號： | CN103868593A | 公開（公告）日： | 2014-06-18 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 楊毅彪;王冰潔;鄒澤華;陳智輝;張楊;李琳;李祥霞 | 申請（專利權(quán)）人： | 太原理工大學(xué) |
| 主分類號： | G01J3/28 | 分類號： | G01J3/28 |
| 代理公司： | 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101 | 代理人： | 李富元 |
| 地址： | 030024 山西*** | 國省代碼： | 山西;14 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 光子 晶體 濾波 量子 光譜 轉(zhuǎn)換 紫外 成像 裝置 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于光電成像領(lǐng)域，涉及一種具有高分辨率的且便于攜帶的日盲紫外成像裝置，特別涉及量子點光譜轉(zhuǎn)換器的制備設(shè)計。
背景技術(shù)
日盲段紫外光是指波長在240—280nm范圍的紫外光，太陽光中這部分紫外光在經(jīng)過地球大氣層時幾乎被完全吸收，所以在此波長范圍內(nèi)對目標進行紫外觀測可避免太陽光干擾。
日盲紫外成像已深入到生活中的方方面面，如高壓設(shè)備放電漏電檢測領(lǐng)域，利用日盲紫外成像儀可快速安全地檢測出放電位置產(chǎn)生的肉眼不可見的紫外電弧，進而確定故障位置，對輸電安全十分重要；公安刑偵檢測中通過對肉眼難發(fā)覺的指紋、血跡、汗跡進行紫外成像，可快速鎖定犯罪嫌疑人，保障人民生命財產(chǎn)安全；在導(dǎo)彈紅外制導(dǎo)、飛機紅外預(yù)警受到干擾無法正常工作時，可啟用備份日盲紫外制導(dǎo)、日盲紫外預(yù)警系統(tǒng)，通過對飛機、導(dǎo)彈尾焰進行紫外成像以判定目標。
目前現(xiàn)有的日盲紫外成像技術(shù)大多基于像增強器，成像過程為：紫外成像鏡頭對目標成像，所成物像經(jīng)紫外濾光片濾光后成紫外光的像，紫外物像經(jīng)像增強器光電光轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)為可見光的像，經(jīng)其后連接的光錐將物像傳到CMOS或CCD上，產(chǎn)生的電信號被光譜圖像采集器采集，再經(jīng)數(shù)字信號處理器處理后輸入顯示器。其中像增強器光譜轉(zhuǎn)換過程是基于光電光轉(zhuǎn)換，紫外光照射在像增強器光陰極上，激發(fā)出的光電子入射到加高壓的微通道板上實現(xiàn)電子倍增，電子倍增后后的光電子打在熒光屏上發(fā)出可見光。此類日盲紫外成像儀使用像增強器和光錐增強物像亮度，造成儀器尺寸較大，限制了設(shè)備的集成和易攜帶性；在像增強器微通道板中電子倍增時需附加一定高壓電場，因此對儀器電源有一定要求；電光轉(zhuǎn)化次數(shù)多導(dǎo)致附加噪聲大，成像質(zhì)量較差；其分辨率受制于微通道板上微通道數(shù)和光錐根數(shù)，單個像元尺寸內(nèi)只能容納一根光纖，成像分辨率較差；此類設(shè)備所用濾光片主要為黑色透紫外玻璃濾光片和基于膜系設(shè)計的紫外濾光片，黑色透紫外玻璃濾光片在使用過程中受到紫外線照射會發(fā)生老化現(xiàn)象，而基于膜系設(shè)計的紫外濾光片在制備過程中任何一層膜的厚度偏差1nm就會使透射波段透射率平均降低2%，實用程度受限。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：如何提供一種易攜帶、高分辨率的日盲紫外成像裝置。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：基于光子晶體濾波和量子點光譜轉(zhuǎn)換的日盲紫外成像裝置，包括紫外成像鏡頭、量子點光譜轉(zhuǎn)換器、緊貼光譜轉(zhuǎn)換器放置的CMOS、圖像采集器、數(shù)字信號處理器和顯示器，所述量子點光譜轉(zhuǎn)換器包括順序排列的一維光子晶體前濾波器、整齊排列且尺寸均勻的單層量子點層、一維光子晶體后濾波器。
作為一種優(yōu)選方式：所述一維光子晶體前濾波器采用紫外熔融石英基底，透射入射光中的日盲段紫外光，同時反射波長為280-700nm波長范圍光。
作為一種優(yōu)選方式：所述一維光子晶體前濾波器采用真空鍍膜裝置在紫外熔融石英基底上進行制備，其結(jié)構(gòu)為S（L1/H1）8（L2/H2）6（L3/H3）8?，所選材料L為ZrO2?、H為CaF2、S為紫外熔融石英，折射率nL=2.603，nH=1.464，nS=1.450，厚度分別為dL1=0.5d1，dH1=0.5d1，dL2=0.5d2，dH2=0.5d2，dL3=0.5d3，dH3=0.5d3，其中d1=155nm，d2=85nm，d3=113nm，ds=0.5mm。
作為一種優(yōu)選方式：所述單層量子點層吸收所述一維光子晶體前濾波器透射的紫外光后激發(fā)相應(yīng)波長可見光。
作為一種優(yōu)選方式：所述一維光子晶體后濾波器透射所述單層量子點層激發(fā)的可見光，并反射未被吸收的紫外光和其他對CMOS成像有影響的光。
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