Les caméras infrarouges à grande vitesse permettent des applications d’imagerie thermique exigeantes

Les récents développements dans la technologie des détecteurs infrarouges au mercure cadmium tellure (MCT ou HgCdTe) ont permis de développer des caméras infrarouges hautes performances pour une utilisation dans une grande variété d’applications d’imagerie thermique exigeantes.

Ces caméras infrarouges sont désormais disponibles avec une sensibilité spectrale dans les bandes spectrales à ondes courtes, moyennes et longues, ou alternativement dans deux bandes. En outre, il existe une variété de résolutions de caméra disponibles grâce à des ensembles de détecteurs moyens et grands et à différentes tailles de pixels. De plus, les fonctionnalités de l’appareil photo incluent désormais des images à fréquence d’images élevée, un temps d’exposition réglable et un déclenchement d’événement qui permettent la capture d’événements thermiques temporaires. Des algorithmes de traitement sophistiqués sont disponibles qui se traduisent par une plage dynamique étendue pour éviter la saturation et optimiser la sensibilité. Ces caméras infrarouges peuvent être calibrées de sorte que les valeurs de sortie numérique correspondent aux températures des objets. Des algorithmes de correction de non-uniformité sont inclus qui sont indépendants du temps d’exposition. Ces capacités de performances et fonctionnalités de caméra permettent une large gamme d’applications d’imagerie thermique qui n’étaient pas possibles auparavant. Au cœur de la caméra infrarouge haute vitesse se trouve un détecteur MCT refroidi qui offre une sensibilité et une polyvalence exceptionnelles pour visualiser les événements thermiques. haute vitesse. 1. Bandes de sensibilité spectrale infrarouge En raison de la disponibilité d’une variété de détecteurs MCT, les caméras infrarouges à grande vitesse ont été conçues pour fonctionner dans plusieurs bandes spectrales différentes. La bande spectrale peut être manipulée en faisant varier la composition de l’alliage HgCdTe et la température du point de consigne du détecteur. Le résultat est un détecteur infrarouge à bande unique avec une efficacité quantique exceptionnelle (généralement supérieure à 70%) et un rapport signal / bruit élevé capable de détecter des niveaux extrêmement faibles de signal infrarouge. Les détecteurs MCT à bande unique se trouvent généralement dans l’une des cinq bandes spectrales nominales indiquées: • Caméras infrarouges à ondes courtes (SWIR): visibles à 2,5 microns • Caméras infrarouges à large bande (BBIR) – 1,5 à 5 microns • Caméras infrarouges à ondes moyennes (MWIR): 3 à 5 microns • Caméras infrarouges à ondes longues (LWIR): réponse de 7 à 10 microns • Caméras à ondes très longues (VLWIR): réponse de 7 à 12 microns En plus des caméras, ils utilisent des détecteurs infrarouges « monospectraux » qui ont une bande unique réponse spectrale, de nouveaux systèmes sont en cours de développement qui utilisent des détecteurs infrarouges qui ont une réponse à deux bandes (appelées « deux couleurs » ou double bande). Les exemples incluent les caméras qui ont une réponse MWIR / LWIR qui couvre à la fois 3-5 microns et 7-11 microns, ou bien certaines bandes SWIR et MWIR, ou même deux sous-bandes MW. Il existe diverses raisons motivantes. sélection de la bande spectrale pour une caméra infrarouge. Pour certaines applications, c’est le rayonnement spectral ou la réflectance des objets sous observation qui détermine la meilleure bande spectrale. Ces applications incluent la spectroscopie, l’imagerie laser, la détection et l’alignement, l’analyse de signature de cible, la phénoménologie, l’imagerie d’objets froids et la surveillance dans un environnement marin, et une bande spectrale peut être sélectionnée en raison de problèmes de plage dynamique. Une telle plage dynamique étendue ne serait pas possible avec une image de caméra infrarouge dans la gamme spectrale MWIR. Les performances de la large plage dynamique du système LWIR s’expliquent facilement en comparant le débit dans la bande LWIR avec celui de la bande MWIR. Comme calculé à partir de la courbe de Planck, la distribution de flux due à des objets à des températures très variables est moins dans la bande LWIR que dans la bande MWIR lors de l’observation d’une scène qui a la même plage de température d’objet. En d’autres termes, la caméra infrarouge LWIR peut imager et mesurer des objets à température ambiante avec une sensibilité et une résolution élevées et en même temps des objets extrêmement chauds (c’est-à-dire> 2000K). L’imagerie sur de larges plages de températures avec un système MWIR aurait des défis importants car le signal des objets à haute température devrait être considérablement atténué, ce qui entraînerait une faible sensibilité pour l’imagerie aux températures de fond. 2. Résolution d’image et champ de vision 2.1 Réseaux de détecteurs et tailles de pixels Les caméras infrarouges à haute vitesse sont disponibles avec diverses capacités de résolution en raison de l’utilisation de détecteurs infrarouges qui ont différentes matrices et tailles de pixels. Applications qui ne nécessitent pas de caméras infrarouges à haute résolution et à haute vitesse basées sur des détecteurs.