红外光学系统抗干扰的主要方法

在大多数情况下，相对于可见光而言，红外目标为低对比度的弱目标；红外光学零件的剩余反射率也比可见光大的多，因此红外光学系统的自身抗干扰能力很低，红外系统对温度分辨率的要求越来越高，通常都要求对0.1℃以下物体的细小温差进行分辨。要使红外系统在恶劣环境条件下始终获得稳定清晰的图像，除了电子学尽可能降低噪声外，光学系统往往要采取多种措施来抑制和降低这些干扰。

光学系统的三维光路图示

红外探测器所接收到的辐射主要由三部分组成：

①目标辐射；

②直接到达探测器的内部辐射；

③通过透镜表面的反射到达探测器的内部辐射，这其中包括镜筒的热辐射与探测器自身的冷辐射，即一次冷反射像(Narcissus)。对于具有内置扫描器的红外光学系统，这些内部辐射都将对图像造成致命的干扰，产生固有的图像缺陷。

下面将介绍红外光学系统抗干扰的主要方法：

1.高的冷光阑效率

红外系统的内部辐射往往要比目标辐射强的多，尤其在高温的环境下，如不考虑冷光阑效率，热图像随着温度的升高很快变白，甚至使探测器饱和，降低红外系统的动态使用范围，相关的实验证明：不考虑冷光阑效率，红外系统无法在环境温度条件高于50℃的情况下正常工作。

2.辅助光学系统

利用发射率很低的反射面，合理设计曲率，使冷反射散焦，同时使内部热辐射散射无法进入探测器。

3.减小光学扫描噪声

在整个扫描视场中，由于系统的渐晕和光束移动而造成接收能量的变化，从而以交变噪声的形式出现，对图像产生干扰，所以具有内置扫描器的红外光学系统应是无渐晕的，同时尽可能减小光束的移动。

4.光学零件的高效增透

相对目标的辐射而言，光学零件1%的剩余反射对红外图像的干扰都是非常明显的。好的镀膜技术对于提高号外图像质量是相当关键的，它使红外光学系统的设计变的简单。

5.改变透镜曲率

使任意光学表面的冷反射像相对于冷的探测器明显散焦，来减小冷像的强度，同时使内部热辐射尽可能少的进入探测器；这种办法往往是以牺牲光学系统的其他性能为代价的。

6.滤除冷像

利用冷像和景物像的光谱特性的不同，合理使用滤光片，可以减小冷像的强度而对景物像没有什么影响。

 

        审核编辑：彭菁