[发明专利]基于电控双折射效应的红外图像微扫描系统

说明书

技术领域

木发明属于红外热成像技术领域，具体涉及一种基于电控双折射效应的红外图像微扫描系统，主要用生物医学显微热成像、大规模集成电路故障检测以及采集军事及气象遥感图像等。

背景技术

现有的微扫描方法主要是通过机械平移法、摆镜法、平板旋转法等实现图像在阵列上的移动。机械平移法有透镜平移法和探测器平移法，其主要是通过机械方法使光学系统与探测器之间形成可控的位移，实现微扫描。

现已知的微扫描系统有中国专利200580032739.x公开的二维微扫描器，包括两个可以围绕固定轴旋转的反射镜组成，第一个反射镜能够在第一方向上扫描光束，第二个反射镜能够在第二个方向上扫描光束，其结果是非常小型化的二维扫描器，其中两个单个反射镜相互独立，但是相互之间仍然能够非常接近，消除了或者至少减少了图像失真。中国专利200810130717.2公开了一种面元变换式微扫描显示技术及所制的LED显示模块，其是以面元的形状变换及局部微扫描方式的配合来实现用较大尺度的像素发光器件来实现高分辨率显示的技术，可大大的突破原有像素器件的尺寸限制，获得大大高于原像素尺度所制约的高分辨率显示装置，可广泛应用于室内外高分辨率的显示需要。

又如，中国专利200310111008.7公布了一种显微扫描平台，它由底座、x轴滑块及其双向移动牵引机构、Y轴滑块及其双向移动牵引机构组成，x轴滑块及其双向移动牵引机构设置在Y轴滑块上，随Y轴滑块一体移动，Y轴滑块及其双向移动牵引机构设置在底座上，Y轴滑块在其双向移动牵引机构的牵引下双向移动。还进一步设计了Z轴运动的机构，由Z轴升降组件和牵引组件组成，它们位于整个平台的底座与Y轴滑块之间。此发明独立于显微镜的装置，用于安装在现有的显微镜上，可实现X、Y乃至Z轴方向三维空间的精确运动，重复精度高，制造成本低。中国专利200710100165.6公开了一种基于非制冷焦平面探测器组件的显微热成像方法，包括：1)通过红外显微物镜将物体的辐射图像成像在非制冷焦平面探测器组件上；2)非制冷焦平面探测器组件将辐射图像转换为电子图像，并按标准视频输出；3)图像采集卡将标准视频热图像转化为数字图像存储；4)利用基于场景的自适应非均匀校正方法对数字图像进行非均匀校正，减小由于探测器灵敏度偏差造成的图像固定图案噪声；5)对校正后的图像进行显微热图像显示、分析、存储和其它处理。由于非制冷焦平面探测器组件具有较高的性价比、无需制冷、功耗低、体积小、重量轻等特性，使显微热成像系统成本大大降低，可促进其在各种领域的应用。

已知的微扫描成像方法绝大多数还是机械式的，而红外图像的微扫描要求红外图像在红外探测阵列的位移很微小，所以机械式的微扫描方法在理论上来说是可行的，但是实际加工起来是非常困难的。而利用光学介质的电致感应双折射效应提供一种非机械式的微扫描方法，而且制作成本大大降低，可促红外显微成像在多个领域的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有扫描方法的不足，提供一种基于电控双折射效应的红外图像微扫描系统。

本发明提供的基于电控双折射效应的红外图像微扫描系统，包括光学介质部分、滤光部分、电极、供电部分、信号控制部分以及红外探测器阵列；

所述的电极包括安装在光学介质部分上下两端的竖直电极和安装在光学介质部分左右两端的水平电极；供电部分对光学介质部分四周的竖直电极和水平电极施加一个4kv-5kv的外电场，使光学介质部分产生电致感应双折射效应，使红外成像的光束经过该光学介质部分后产生偏折距离为微米数量级的偏折，然后用滤光部分将未发生偏折的光线滤掉；信号控制部分与供电部分连接，通过控制外电场的大小以及变化周期，使红外图像在红外探测器阵列上产生2×2周期性的微位移，采集4幅欠采样低分辨率图像，实现对红外图像的微扫描。

本发明扫描方法是非机械式扫描，是利用光学介质的电质感应双折射效应来实现红外图像在红外探测器阵列上的微位移，对红外图像进行微扫描。

所述的光学介质部分可以是液晶，也可以是半导体材料。所用的液晶材料可以用Δn>0的具有正双折射率的液晶材料和Δn<0的具有负双折射率的液晶材料相混，按照一定比例将正双折射率液晶材料和负折射率液晶材料相混，调制出Δn不随入射光波长变化的液晶材料，调配公式：Δn=χ₁Δn₁+χ₂Δn₂，其中χ₁、χ₂为摩尔比。