本发明涉及红外成像,具体涉及一种隔行编码型红外偏振焦平面探测器芯片及制备方法。
背景技术:
1、光有四个基本的物理特性,分别是强度、波长、偏振和相位。自然界的许多生物能够感知光的偏振特性,比如昆虫、鲨鱼等。人眼无法感知光的偏振信息,但人类借助偏振成像技术可以获取场景的偏振信息。目前,偏振成像技术在去雾霾成像、水下目标探测、工业检测等方面有着潜在的应用价值。
2、国际上红外偏振成像技术迅速发展,经历了从分时成像系统向实时成像系统发展的历程。分时红外偏振成像系统,在已有成像系统前端加装可旋转红外偏振装置,通过旋转红外偏振片,获得多个旋转角度下的场景红外偏振图像,再利用多个红外偏振图像进行偏振解析,得到场景的红外偏振特征图像。分时红外偏振成像系统不适合运动目标,不适合搭载于运动平台。实时偏振成像系统包括分通道型、分振幅型、分孔径型、分焦平面型。分振幅型红外成像组件利用分光棱镜进行分光,光学系统结构复杂,需要多个红外探测器、体积大,且不同通道的偏振图像需要进行像素级配准,容易引起空间配准误差。分孔径型存在光路设计复杂,体积大、成本高、结构稳定性差等缺点,且在探测器焦平面上不同区域的偏振图像需要进行像素级的严格配准。分焦平面型红外成像系统,通过在红外焦平面上封装微偏振片阵列,可同时获取0°、45°、90°、135°四路偏振信号,具有集成度高、结构紧凑、体积小、低功耗、与红外镜头兼容性好、可快照式偏振成像的优点。但分焦平面型红外偏振成像系统方案存在缺点:透光率低、空间分辨率损失严重,量产成本高。
3、因此,解决现有四类典型偏振成像系统存在的局限性,成为了亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本发明针对现有上述方案存在的不足,提供一种隔行编码型红外偏振焦平面探测器芯片及制备方法。通过在红外基底上镀制呈梳状周期排布的偏振编码条形成隔行偏振编码样片、在红外成像焦平面探测器芯片的感光面上对准封装隔行偏振编码样片构成隔行编码型红外偏振焦平面探测器芯片。该隔行编码型红外偏振焦平面探测器芯片获取多维红外偏振信息,具有透光率高、空间分辨率损失小、适合于纳米压印工艺量产、成本低、结构紧凑、集成度高、与红外镜头兼容性好、可快照式偏振成像的优点。
2、为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现:
3、本发明提供一种隔行编码型红外偏振焦平面探测器芯片的制备方法,包括:
4、s11:在红外基底上制备呈梳状周期排布的偏振编码条,形成隔行偏振编码样片;
5、s12:将所述隔行偏振编码样片对准封装至红外成像焦平面探测器芯片的感光面,构成隔行编码型红外偏振焦平面探测器芯片。
6、作为本发明的一种优选实施方式:多条所述偏振编码条在所述红外基底的表面呈梳状周期排布,其中单条所述偏振编码条的宽度等于其排布周期的1/2。
7、作为本发明的一种优选实施方式:所述隔行偏振编码样片悬空封装至所述红外成像焦平面探测器芯片的感光面,所述隔行偏振编码样片与所述红外成像焦平面探测器芯片的对齐方向为沿所述红外成像焦平面探测器芯片的感光面的水平方向对齐、沿所述红外成像焦平面探测器芯片的感光面的垂直方向对齐中的任何一种。
8、作为本发明的一种优选实施方式:当所述隔行偏振编码样片沿所述红外成像焦平面探测器芯片的感光面的水平方向对齐时,所述偏振编码条的延展方向与所述红外成像焦平面探测器芯片的感光面的水平方向一致,且单条所述偏振编码条与所述红外成像焦平面探测器芯片的n1行像元对齐,其中,n1为正整数。
9、作为本发明的一种优选实施方式:当所述隔行偏振编码样片沿所述红外成像焦平面探测器芯片的感光面的垂直方向对齐时,所述偏振编码条的延展方向与所述红外成像焦平面探测器芯片的感光面的垂直方向一致,且单条所述偏振编码条与所述红外成像焦平面探测器芯片的n2列像元对齐,其中,n2为正整数。
10、作为本发明的一种优选实施方式:将所述隔行偏振编码样片对准封装至红外成像焦平面探测器芯片的感光面,构成隔行编码型红外偏振焦平面探测器芯片,包括:
11、s21:在所述隔行偏振编码样片具有所述偏振编码条一侧的表面上形成支撑筑坝;
12、s22:将所述支撑筑坝的一端与所述红外成像焦平面探测器芯片的感光面的基板表面接触,且所述支撑筑坝使所述偏振编码条与所述红外成像焦平面探测器芯片的感光面表面之间形成间隙;
13、s23:调节所述隔行偏振编码样片的位置和角度,使得所述隔行偏振编码样片与所述红外成像焦平面探测器芯片的感光面对准;
14、s24:在所述隔行偏振编码样片与所述红外成像焦平面探测器芯片的感光面相对位置固定的条件下,通过在所述支撑筑坝的根部粘胶或者焊接的方式将所述隔行偏振编码样片固定在所述红外成像焦平面探测器芯片的感光面的基板上。
15、作为本发明的一种优选实施方式:所述支撑筑坝的形状包括下述一种或多种的组合:圆形、矩形、多边形。
16、作为本发明的一种优选实施方式:所述间隙的尺寸不超过的所述偏振编码条的宽度。
17、作为本发明的一种优选实施方式:所述隔行编码型红外偏振焦平面探测器芯片中任意2×2个像元由两个相邻的无偏像元和两个相邻的偏振像元组成。
18、本发明还提供一种隔行编码型红外偏振焦平面探测器芯片,所述隔行编码型红外偏振焦平面探测器芯片由上述任一项实施例所述的制备方法制备而成,所述隔行编码型红外偏振焦平面探测器芯片包括:
19、隔行偏振编码样片,所述隔行偏振编码样片包括红外基底以及在所述红外基底上设置的呈梳状周期排布的偏振编码条;
20、红外成像焦平面探测器芯片,所述隔行偏振编码样片对准封装在红外成像焦平面探测器芯片的感光面。
21、与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
22、本发明提供一种隔行编码型红外偏振焦平面探测器芯片及制备方法。通过在红外基底上制备呈梳状周期排布的偏振编码条,形成隔行偏振编码样片,将隔行偏振编码样片对准封装至红外成像焦平面探测器芯片的感光面,构成隔行编码型红外偏振焦平面探测器芯片。本发明中偏振编码条隔行的排布模式,使得一半的探测器像元不受偏振编码调制,从而具有透光率高,空间分辨率损失小;隔行编码型红外偏振焦平面探测器芯片制备过程中,偏振编码条可以采用单方向偏振光栅实现,适合于纳米压印工艺量产,从而成本低;与红外焦平面探测器芯片属于焦面集成封装,从而具有集成度高,与红外镜头兼容性好;通过集成后端成像电路后能够同时捕获强度图像信息和i90偏振图像信息,实现快照式偏振成像。总之,该隔行编码型红外偏振焦平面探测器芯片可以获取多维红外偏振信息,具有透光率高、空间分辨率损失小、适合于纳米压印工艺量产、成本低、结构紧凑、集成度高、与红外镜头兼容性好,可快照式偏振成像的优点。
23、以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
1.一种隔行编码型红外偏振焦平面探测器芯片的制备方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的隔行编码型红外偏振焦平面探测器芯片的制备方法,其特征在于,多条所述偏振编码条在所述红外基底的表面呈梳状周期排布,其中单条所述偏振编码条的宽度等于其排布周期的1/2。
3.根据权利要求1所述的隔行编码型红外偏振焦平面探测器芯片的制备方法,其特征在于,所述隔行偏振编码样片悬空封装至所述红外成像焦平面探测器芯片的感光面,所述隔行偏振编码样片与所述红外成像焦平面探测器芯片的对齐方向为沿所述红外成像焦平面探测器芯片的感光面的水平方向对齐、沿所述红外成像焦平面探测器芯片的感光面的垂直方向对齐中的任何一种。
4.根据权利要求3所述的隔行编码型红外偏振焦平面探测器芯片的制备方法,其特征在于,当所述隔行偏振编码样片沿所述红外成像焦平面探测器芯片的感光面的水平方向对齐时,所述偏振编码条的延展方向与所述红外成像焦平面探测器芯片的感光面的水平方向一致,且单条所述偏振编码条与所述红外成像焦平面探测器芯片的n1行像元对齐,其中,n1为正整数。
5.根据权利要求3所述的隔行编码型红外偏振焦平面探测器芯片的制备方法,其特征在于,当所述隔行偏振编码样片沿所述红外成像焦平面探测器芯片的感光面的垂直方向对齐时,所述偏振编码条的延展方向与所述红外成像焦平面探测器芯片的感光面的垂直方向一致,且单条所述偏振编码条与所述红外成像焦平面探测器芯片的n2列像元对齐,其中,n2为正整数。
6.根据权利要求1所述的隔行编码型红外偏振焦平面探测器芯片的制备方法,其特征在于,将所述隔行偏振编码样片对准封装至红外成像焦平面探测器芯片的感光面,构成隔行编码型红外偏振焦平面探测器芯片,包括:
7.根据权利要求6所述的隔行编码型红外偏振焦平面探测器芯片的制备方法,其特征在于,所述支撑筑坝的形状包括下述一种或多种的组合:圆形、矩形、多边形。
8.根据权利要求6所述的隔行编码型红外偏振焦平面探测器芯片的制备方法,其特征在于,所述间隙的尺寸不超过所述偏振编码条的宽度。
9.根据权利要求6所述的隔行编码型红外偏振焦平面探测器芯片的制备方法,其特征在于,所述隔行编码型红外偏振焦平面探测器芯片中任意2×2个像元由两个相邻的无偏像元和两个相邻的偏振像元组成。
10.一种隔行编码型红外偏振焦平面探测器芯片,其特征在于,所述隔行编码型红外偏振焦平面探测器芯片由权利要求1至9任一项所述的制备方法制备而成,所述隔行编码型红外偏振焦平面探测器芯片包括: