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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)： 2079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率，這些在大氣層中能保持高透過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光也有較強(qiáng)的穿透云雨霧的能力，彌補(bǔ)了可見光受天氣影響較大的缺陷。在紅外波段，常見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)?？筛鶕?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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