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红外面阵探测器DTDI技术的性能分析

苏晓锋,  潘胜达,  龚学艺,  杨育周,  陈凡胜

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苏晓锋, 潘胜达, 龚学艺, 杨育周, 陈凡胜. 红外面阵探测器DTDI技术的性能分析[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(4): 1025-1031.
引用本文: 苏晓锋, 潘胜达, 龚学艺, 杨育周, 陈凡胜. 红外面阵探测器DTDI技术的性能分析[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(4): 1025-1031.
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Su Xiaofeng, Pan Shengda, Gong Xueyi, Yang Yuzhou, Chen Fansheng. Performance of DTDI technology based on IRFPA detector[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(4): 1025-1031.
Citation: Su Xiaofeng, Pan Shengda, Gong Xueyi, Yang Yuzhou, Chen Fansheng. Performance of DTDI technology based on IRFPA detector[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(4): 1025-1031.
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红外面阵探测器DTDI技术的性能分析

  • 1.

    中国科学院上海技术物理研究所,上海200083;

  • 2.

    中国科学院大学,北京100049

详细信息
    作者简介:

    苏晓锋（1987- ），男，博士生，主要从事空间遥感载荷电子学系统设计方面的研究。Email：fishsu@mail.ustc.edu.cn；陈凡胜（1978- ），男，博士，研究员，硕士生导师，主要从事空间遥感方面的研究。Email：cfs@mail.sitp.ac.cn

    苏晓锋（1987- ），男，博士生，主要从事空间遥感载荷电子学系统设计方面的研究。Email：fishsu@mail.ustc.edu.cn；陈凡胜（1978- ），男，博士，研究员，硕士生导师，主要从事空间遥感方面的研究。Email：cfs@mail.sitp.ac.cn

  • 中图分类号: TN219

Performance of DTDI technology based on IRFPA detector

  • 1.

    Shanghai Institute of Technical Physics,Chinese Academy of Science,Shanghai 200083,China;

  • 2.

    University of Chinese Academy of Science,Beijing 100049,China

  • 摘要: 戽链（BBD）结构的CMOS红外模拟TDI探测器，由于其兼容普通CMOS工艺，并可以提高系统的信噪比，因而在空间遥感领域得到了广泛的应用。而基于焦平面面阵的数字TDI（Digital Time Delay and Integration）技术的研究与应用尚在起步阶段。利用中国生产的320256中波面阵红外探测器进行DTDI研究，对比分析了模拟TDI探测器的电子转移效率、BBD噪声、动态范围等方面的性能，突出了DTDI在结构和性能上的优势，并通过理论推导了DTDI对面阵探测器本身信噪比的提高，非均匀性的改善，同时分析了DTDI过程中盲元对性能的影响。最后，通过实验得到了16级DTDI的信噪比增加为2.5倍，非均匀性减少到1.68%，验证了DTDI技术对系统性能的改善，为DTDI技术的应用提供了理论参考。
    Abstract: The CMOS TDI of infrared detector based on bucket-brigade device (BBD) structure, has been widely used in the field of space remote sensing, it can compatible with the general CMOS process, and improve the signal-to-noise ratio (SNR) of the system. Compare with the analog TDI, the Digital Time Delay and Integration (DTDI) based on the infrared focal plane array is still in the initial stage. In this paper, the 320256 MWIR FPA was used to do the DTDI research, and the electron transfer efficiency, the BBD noise and the dynamic range of the analog TDI was in a detail analysis to compare with DTDI. And the NU and blind pixel were also taken into consideration to analysis the DTDI performance. Finally in the experiment, the SNR can be increased to 2.5 times and the NU can be reached 1.68% after the 16-stage DTDI was used, which verify the improvement of the system performance by using DTDI technique.
  • [1] Fossum Eric R. CMOS image sensors: electronic camera-on-a-chip [J]. IEEE Trans Electron Device, 1997, 44 (10): 1689-1698.
    [2]
    [3]
    [4] Zhang Junling, Feng Qi, Chen Honglei. A novel 5128 ROIC with time-delayed-integration for MW infrared focal plane array[C]//SPIE, 2011, 8139: 1-10.
    [5] Shen Xiaoyan. Methods of canceling noise in CMOS read-out integrated circuit [J]. Infrared and Laser Engineering, 2004, 33(6): 659-661. (in Chinese)
    [6]
    [7]
    [8] Xie Baorong, Feng Shuyi, Fang Caiting, et al. Infrared imaging system design based on digtal TDI technology [J]. Infrared Technology, 2013, 35(4): 207-210. (in Chinese)
    [9] Liu Huitong, Yi Xinjian. Two point nonuniformity correction for IRFPA and its physical motivation [J]. Infrared and Laser Engeering, 2004, 33(1): 76-78. (in Chinese)
    [10]
    [11]
    [12] Duan Dong, Sha Shengchun, Zhang Shuanglei, et al. Non-uniformity rectification methods of IRFPA detector radiation[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41 (10): 2621-2624. (in Chinese)
    [13] Zhuang Jisheng, Wang Yifeng, Fan Naihua, et al. Correction of test data of infrared focal plane detector [J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(2): 195-198. (in Chinese)
    [14]
    [15] Mao Jingxiang, Fan Naihua, Wang Yifeng, Calculation of solid angle of pixels of IRFPA detector under circular cold shield and its imaging simulation [J]. Infrared and Laser Engineering, 2009, 38(6): 957-960. (in Chinese)
  • [1] 雷萍, 邢晖, 王娟锋, 王冰, 黄丽刚, 王金锁.  天基红外预警系统扫描相机预警探测能力研究 . 红外与激光工程, 2022, 51(9): 20210977-1-20210977-6. doi: 10.3788/IRLA20210977
    [2] 周凯, 李道京, 王烨菲, 姚园, 乔明.  衍射光学系统红外光谱目标探测性能 . 红外与激光工程, 2021, 50(8): 20200371-1-20200371-8. doi: 10.3788/IRLA20200371
    [3] 尚超, 王锦春, 张晓兵.  红外焦平面阵列读出电路非均匀性研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(8): 20190581-1-20190581-8. doi: 10.3788/IRLA20190581
    [4] 梁少林, 王咏梅, 毛靖华, 贾楠, 石恩涛.  科学级光学CCD像素非均匀性的测试 . 红外与激光工程, 2019, 48(4): 417004-0417004(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0417004
    [5] 于海涛, 马金鹏, 范芸, 李科, 张春熹.  红外成像系统响应光谱非均匀性的理论分析 . 红外与激光工程, 2019, 48(2): 204002-0204002(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0204002
    [6] 游兴海, 张彬.  光学元件质量对红外光学系统信噪比的影响 . 红外与激光工程, 2018, 47(3): 320004-0320004(9). doi: 10.3788/IRLA201847.0320004
    [7] 邓潘, 张天舒, 陈卫, 刘建国, 刘洋.  大气探测激光雷达噪声比例因子及信噪比的估算 . 红外与激光工程, 2016, 45(S1): 81-86. doi: 10.3788/IRLA201645.S130003
    [8] 罗秀丽, 唐璟, 王岭雪, 蔡毅, 薛唯, 张小水, 王书潜.  热像仪探测泄漏气体的信噪比建模与测试 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1204003-1204003(8). doi: 10.3788/IRLA201645.1204003
    [9] 殷世民, 王具民, 梁永波, 朱健铭, 韩国成, 陈洪波, 陈真诚.  红外干涉光谱仪非均匀性在线校正与仿真 . 红外与激光工程, 2016, 45(6): 604002-0604002(8). doi: 10.3788/IRLA201645.0604002
    [10] 孙成明, 袁艳, 赵飞.  空间目标天基成像探测信噪比分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1654-1659.
    [11] 许轰烈, 陈钱, 刘宁, 杨春花.  模拟探测器列通道增益非均匀性研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(7): 2044-2049.
    [12] 王熙辰, 周卫宁, 秦億.  满足0.2级的光纤电流互感器信噪比分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3704-3708.
    [13] 郭凯, 孙红胜, 张虎, 张玉国, 魏树弟, 孙广尉.  仿真用红外动态场景模拟器现场校准技术 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1380-1384.
    [14] 王华伟, 曹剑中, 马彩文, 张辉, 武登山.  具有自适应校正功能的红外成像系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(1): 61-66.
    [15] 刘可辉, 王晓蕊, 张卫国.  红外点目标成像信噪比建模分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2143-2147.
    [16] 葛卫龙, 华良洪, 张晓晖.  距离选通水下激光成像系统信噪比分析与计算 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2022-2026.
    [17] 杜磊, 赵剡.  激波辐射对红外成像探测影响的抑制方法研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(3): 562-568.
    [18] 付强, 史广维, 张新.  红外点目标作用距离数学建模与评估 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 1991-1996.
    [19] 马静, 刘文清, 毛宏霞, 董雁冰.  非均匀下垫面辐照环境对太空目标温度的影响 . 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1137-1140.
    [20] 赵春晖, 刘振龙.  改进的红外图像神经网络非均匀性校正算法 . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 1079-1083.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-08-05
  • 修回日期:  2013-09-03
  • 刊出日期:  2014-04-25

红外面阵探测器DTDI技术的性能分析

  • 1. 中国科学院上海技术物理研究所,上海200083;
  • 2. 中国科学院大学,北京100049
    • 作者简介:

    苏晓锋（1987- ），男，博士生，主要从事空间遥感载荷电子学系统设计方面的研究。Email：fishsu@mail.ustc.edu.cn；陈凡胜（1978- ），男，博士，研究员，硕士生导师，主要从事空间遥感方面的研究。Email：cfs@mail.sitp.ac.cn

    苏晓锋（1987- ），男，博士生，主要从事空间遥感载荷电子学系统设计方面的研究。Email：fishsu@mail.ustc.edu.cn；陈凡胜（1978- ），男，博士，研究员，硕士生导师，主要从事空间遥感方面的研究。Email：cfs@mail.sitp.ac.cn

  • 收稿日期: 2013-08-05
  • 修回日期: 2013-09-03
  • 刊出日期: 2014-04-25

  • 中图分类号: TN219

摘要: 戽链（BBD）结构的CMOS红外模拟TDI探测器，由于其兼容普通CMOS工艺，并可以提高系统的信噪比，因而在空间遥感领域得到了广泛的应用。而基于焦平面面阵的数字TDI（Digital Time Delay and Integration）技术的研究与应用尚在起步阶段。利用中国生产的320256中波面阵红外探测器进行DTDI研究，对比分析了模拟TDI探测器的电子转移效率、BBD噪声、动态范围等方面的性能，突出了DTDI在结构和性能上的优势，并通过理论推导了DTDI对面阵探测器本身信噪比的提高，非均匀性的改善，同时分析了DTDI过程中盲元对性能的影响。最后，通过实验得到了16级DTDI的信噪比增加为2.5倍，非均匀性减少到1.68%，验证了DTDI技术对系统性能的改善，为DTDI技术的应用提供了理论参考。

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