Тест-об’єкт для автоматизованого вимірювання характеристик поляризаційних тепловізорів
Ключові слова:
поляризаційний тепловізор, тест-об’єкт, просторове розділення, температурне розділення, вимірювальний стендАнотація
Зростаюча популярність підвищення ефективності дистанційних спостережень за рахунок аналізу ступеню поляризації оптичного випромінювання в інфрачервоному діапазоні спектру вимагає розроблення теоретичних і практичних методів визначення характеристик нового класу оптико-електронних приладів – поляризаційних тепловізорів. На відміну від розрахункових методів питання практичної реалізації вимірювальних стендів наразі опрацьовані недостатньо. В даній статті запропоновано і проаналізовано варіанти структури тест-об’єктів для експериментальних досліджень поляризаційних тепловізорів. Розглянуто металеву пластину, що може нахилятись відносно лінії візування, а також сферичну металеву поверхню, яка не потребує додаткових механічних приводів. В першому випадку ступінь поляризації, еліптичність і поляризаційний кут варіюються шляхом зміни її кутової орієнтації у вертикальній і горизонтальній площині. Сферична поверхня формує фотометричне тіло, в якому випромінювання концентричних зон має певну постійну ступінь поляризації. Такі тест-об’єкти забезпечують вимірювання еквівалентної шуму різниці температур і мінімальної роздільної різниці температур поляризаційних тепловізорів для різних станів поляризації вхідного випромінювання, яке характеризується інтенсивністю, ступенем поляризації, еліптичністю і поляризаційним кутом. Бібл. 17, рис. 9.
The growing popularity of increasing the efficiency of remote surveillance by analyzing the degree of polarization of optical radiation in the infrared spectrum requires the development of theoretical and practical methods for determining the characteristics of a new class of optoelectronic devices - polarizing thermal imagers. In contrast to the calculation methods, the issues of practical implementation of measuring benches are currently insufficiently studied. This paper proposes and analyzes options for the structure of test objects for experimental studies of polarizing thermal imagers. A metal plate is considered, which can tilt relative to the line of sight, as well as a spherical metal surface that does not require additional mechanical drives. In the former case, the degree of polarization, ellipticity, and polarization angle are varied by changing its angular orientation in the vertical and horizontal planes. The spherical surface forms a photometric body, in which the radiation of concentric zones has a certain constant degree of polarization. Such test objects provide measurements of the noise equivalent temperature difference NETD and the minimum resolvable temperature difference MRTD of polarizing thermal imagers for different polarization states of the input radiation, which is characterized by the intensity, degree of polarization, ellipticity and polarization angle. Bibl. 17, Figs. 9.
Посилання
Peri´c Dragana, Livada Branko, Peri´c Miroslav and Vuji´ Saša (2019). Thermal imager range: predictions, expectations, and reality. Sensors, 19, 3313.
Schuster Norbert, Kolobrodov Valentin G. (2004). Infrarotthermographie. Zweite, überarbeitete und erweiterte Ausgabe. Berlin: WILEY-VCH.
Vollmer Michael and Mollman Klaus-Peter (2018). Infrared thermal imaging. Fundamentals, research and applications. 2nd ed. Weinheim: Wiley – VCH.
Anatychuk L.I. (2020). Efficiency criterion of thermoelectric energy converters using waste heat. J.Thermoelectricity, 4, 59-63.
Anatychuk L.I., Vikhor L.M., Kotsur M.P., Kobylianskyi R.R., Kadenyuk T.Ya. (2016). Optimal control of time dependence of cooling temperature in thermoelectric devices. J.Thermoelectricity, 5, 5-11.
Vollmer M., Karstadt S., Mollmann K.-P., Pinno F. (2001). Identification and suppression of thermal imaging. InfraMation Proceedings. Brandenburg: University of Applied Sciences. Brandenburg. – ITC 104 A.
Goldstein D.H. (2011). Polarized light. Third edition. London New York: CRC Press is an imprint of Taylor & Francis Group.
Gurton K.P., Yuffa A.J., Videen G.W. (2014). Enhanced facial recognition for thermal imagery using polarimetric imaging. Optical Society of America, 39(13), 3857–3859.
Zhang Y., Shi Z.G., Qiu T.W. (2017). Infrared small target detection method based on decomposition of polarization information. Journal of Electronic Imaging, 33004, № 1.
Chrzanowski K. (2010). Testing thermal imagers. Practical guidebook. Military University of Technology, 00-908 Warsaw, Poland.
Kaplan Herbert. (2007). Practical applications of infrared thermal sensing and imaging equipment. 3d ed. Washington: SPIE Press.
Chyzh I., Kolobrodov V., Molodyk A., Mykytenko V., Tymchyk G., Romaniuk R., Kisała P., Kalizhanova A., Yeraliyeva B. (2020). Energy resolution of dual-channel opto-electronic surveillance system. SPIE Proceedings, 11581, Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High Energy Physics Experiments 2020; 115810K.
Chipman Russell A., Tiffany Lam Wai-Sze, Young Garam (2019). Polarized light and optical systems. Taylor & Francis, CRC Press.
Collett Edward (2005). Field guide to polarized light. Washington: SPIE Press.
Born M., Wolf E. (2002). Principles of optics. 7th ed. Cambridge: Cambridge University.
Kolobrodov, V.G. Polarization model of thermal contrast observation objects / Kolobrodov, V.G., Mykytenko, V.I., Tymchyk, G.S. // Journal of thermoelectricity. - 2020, 2020(1). – P. 36–49.
Short N. J., Yuffa A.J., Videen G. and Hu S. (2016). Effects of surface materials on polarimetric thermal measurements: applications to face recognition. Applied Optic, 55 (19), 5226–5233.
