[發明專利]一種自適應調諧紅外多光譜探測微系統

有效

• 申請號: 201710211973.3
• 申請日: 2017-04-01
• 公開（公告）號: CN107121191B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 張東亮;胡小燕;劉大川;林霄;王偉平;丁子瑜;劉杰;汪志強
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司信息科學研究院
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/12;G01J3/02;G01J3/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種自適應調諧紅外多光譜探測微系統，包括：

可調諧MOEMS濾光片，將輸入的寬譜信號光進行通帶濾光，輸出窄帶信號光；

紅外探測器，接收來自所述可調MOEMS濾光片輸出的窄帶信號光，通過光電轉換輸出電流信號；

探測器讀出電路，將所述紅外探測器輸出的電流信號進行處理并輸出數字電壓電信號；

圖像信號處理與自適應譜段選擇算法處理模塊，對探測器讀出電路輸出的數字電壓信號進行處理，并加載自適應譜段選擇算法，輸出可調諧MOEMS濾光片數字電壓控制信號、經過所述自適應譜段選擇算法選取后獲得的最佳信噪比譜段的圖像信號和經過自適應譜段選擇算法處理得到運動目標的速度、方位信息；

其中所述數字電壓控制信號被反饋到可調諧MOEMS濾光片，以實現對可調諧MOEMS濾光片光通帶中心波長的調節。

2.根據權利要求1所述的系統，還包括：

數字電壓轉換與濾波模塊，將所述數字電壓控制信號轉換成模擬控制電壓信號，并對所述模擬控制電壓信號濾波，以便獲取穩定的直流控制電壓信號。

3.根據權利要求2所述的系統，還包括：

濾光片控制與驅動電路，接收所述直流控制電壓信號，通過放大和單端轉差分功能實現電壓增大，并輸出最終的控制電壓信號到可調諧MOEMS濾光片，以實現對可調諧MOEMS濾光片通帶中心波長的調節。

4.根據權利要求3所述的系統，所述可調諧MOEMS濾光片、所述紅外光電探測器和所述探測器信號讀出電路采用集成設計，其中，所述探測器信號讀出電路位于紅外光電探測器的下部，可調諧MOEMS濾光片位于所述紅外光電探測器的上方，通過一個或多個支撐結構與所述紅外光電探測器相連接。

5.根據權利要求4所述的系統，所述可調諧MOEMS濾光片為基于Si基MOEMS技術和多層光學薄膜技術的可調間距的F-P腔結構，通過所述數字控制電壓的大小致動地調節所述F-P腔結構的大小來實現光通帶中心波長的調節。

6.根據權利要求1-5任意一項所述的系統，所述可調諧MOEMS濾光片包括上下兩層反射膜，所述上下兩層反射膜形成可調間距的F-P腔結構，光在所述上下兩層反射膜之間產生多次反射后選擇出波長滿足干涉極大條件的光譜，從而實現通帶濾光的作用。

7.根據權利要求6所述的系統，所述可調諧MOEMS濾光片包括調整構件，所述調整構件通過靜電力作用下產生彎曲變形，并與彈性恢復力達到平衡，從而調節所述F-P腔結構大小，達到調節光通帶中心波長的功能。

8.根據權利要求6所述的系統，其中，通過靜電力作用下移動雙層反射膜中的一層或兩層，從而調節所述F-P腔結構大小，達到調節光通帶中心波長的功能。

9.一種波長可調諧紅外成像探測系統，包括：

前端光學鏡頭，接收目標發射或反射的光，將光束進行變換輸出為與紅外探測器匹配的光束，然后光束經過自適應調諧紅外多光譜探測微系統；

自適應調諧紅外多光譜探測微系統，對所述光束進行處理，選取信噪比最高的譜段進行探測成像，并獲取目標運動速度信息和方位信息；

圖像輸出電路，將成像的數據輸出到并進行顯示控制、存儲及后續處理；

轉臺控制電路，接收目標運動速度信息和方位信息，輸出控制轉臺運動的制動信號，實現轉臺控制。

10.根據權利要求9所述的系統，還包括：

圖像顯控存儲及后處理平臺，接收來自圖像輸出電路的數據輸出，進行處理變換，輸出目標圖像以及其他通過圖像所獲取的額外信息。

11.根據權利要求9所述的系統，還包括：

轉臺，接收轉臺控制電路輸出的控制信號，實現轉臺的轉動，跟蹤探測目標。