1、探測器簡介

北方廣微科技有限公司聯合西北工業大學趙永強教授研究團隊推出一款具有偏振探測性能的非制冷紅外焦平面探測器，適用于長波紅外偏振成像，能夠在紅外熱成像基礎上獲得熱輻射的偏振信息。

光是一種橫波，在與光的傳播方向垂直的二維空間中光矢量可能有各種振動狀態，稱之為光的偏振態。按照光矢量端點軌跡的不同，光的偏振態可分為五種，即自然光、部分偏振光、線偏振光、圓偏振光和橢圓偏振光。

光的五種偏振態

圖中紅色箭頭表示光矢量，黑色箭頭表示光矢量末端運動方向

紅外偏振探測是在紅外強度探測基礎上，通過獲得每一點的偏振信息而增加信息維度的一種技術，不僅能獲得目標二維空間的紅外強度信息，而且能獲得圖像上每一點偏振信息。利用增加的偏振維度，可增強偽裝、暗弱等目標與背景的差異，提高目標探測與識別能力。

當前常見的紅外偏振探測方法包括分時法、分振幅法、分孔徑法和焦平面陣列法。前三種方法涉及復雜的光學系統，體積大、成本高，而且需要外置偏振片，外置偏振片與紅外探測器之間存在相當的距離，經過偏振片的光線在紅外探測器焦平面的不同像元上會形成串擾。本探測器采用內置集成焦平面陣列法，將微偏振陣列直接集成到像元上，只需一個探測器即可實現實時偏振信息獲取，且無像元間串擾問題，相比分時法、分振幅法、分孔徑法具有明顯優勢。

1.1 技術參數

該探測器和相應機芯組件的主要技術參數如下表：

1.2 特征介紹

本探測器采用直接在像元上生長金屬光柵的方式實現微偏振陣列與焦平面的集成。目前，本次研制的偏振探測器有兩種超像元規格，每個超像元由4個像元組成，這四個像元彼此不等價，每個像元代表一種透偏特性。

超像元中的灰色箭頭表示透偏方向。其中A類超像元中的數字1、2、3、4分別代表90°、45°、0°、135°透偏方向，B類超像元中的數字1、2、3分別代表90°、45°、0°透偏方向，4表示無偏振結構的空白像元。兩種超像元對應的焦平面陣列示意圖如下：

2、偏振圖像與視頻展示

紅外偏振探測已在多個領域獲得了廣泛的應用，限于實驗條件，研究團隊僅對若干生活場景進行了數據采集和處理，取得了良好的效果，下面展示幾組偏振圖像。

（1）良好的可視化效果：偏振度高的區域用彩色顯示，更符合人眼的視覺習慣。

（2）識別隱藏目標：隱藏在樹下和墻邊的車輛在偏振圖像中被凸顯出來。

（3）識別表面輪廓：強度圖像中不可分辨的輪廓在偏振圖像中清晰可辨。圖中左側為紅外強度圖像，中間和右側為采用兩種融合方案的偏振圖像。

（4）識別路面：柏油路面具有很高的偏振度，在偏振圖像中與周圍環境具有明顯的對比度，偏振探測器有望應用于輔助駕駛。

（5）抗干擾：偏振探測能夠識別強度圖像中無法辨別的偽裝目標并將之消除。下圖中真實目標通過偏振處理用彩色突出顯示。