010 年第二十三届全国空间探测学术交流会论文 航天光学遥感InGaAs 短波红外成像应用技术 姜 伟1 黄巧林1 1 （北京空间机电研究所北京 100076 ） 

摘 要：对国内外航天光学遥感短波红外成像载荷、短波红外器件进行了综述，介绍 了非制冷或TE 制冷型InGaAs 探测器短波红外成像原理和应用。 关键词：短波红外， InGaAs， 非制冷， TE 制冷 1 引言 短波红外是指在 1µm～2.5µm 的红外波段，物体反射照明环境中的短波红外辐 射。短波红外成像的物理基础是：决定室温景物表面对短波红外辐射反射率差与可见 光反射率差的因素非常类似，因此室温景物反射的短波红外辐射通量分布的图像，也 [1] 可以复现室温景物表面反射率差所形成的可见光图像的大部分细节 。对地遥感观测 时，由于大气中的水汽和二氧化碳对辐射有很强的吸收作用，短波红外谱段的 [2] 1.12µm，1.4µm，1.9µm 波长附近，存在吸收峰 ，避开吸收峰的谱段，可以用来进 行对地遥感观测。

相比于可见光，短波红外成像，即可以在白天对物体反射的太阳光 中的短波红外辐射能量成像，也可以在夜间对物体反射的夜光中的短波红外辐射成 像。既可用于战场侦察、监视、毁伤评估、遥感等，也可利用人造绿色涂料对短波红 外的反射能力弱，来识别伪装的军事目标。比如美国U2 高空无人侦察机上的短波红 外载荷当应用到卫星上，就可以实现人造目标与自然景物的鉴别及伪装识别与探测任 务。 本文对国内外航天光学遥感短波红外成像载荷、短波红外器件进行了综述，并介 绍了非制冷或TE 制冷型InGaAs 探测器短波红外成像原理和应用。 

2 国内外短波红外成像载荷和探测器 由于多数可见光近红外的光学材料都可以透过短波红外，短波红外谱段和可见光 近红外谱段可以共光路分光实现双波段成像，美国Landsat 、法国SPOT、中国ZY-1 、 欧空局（ESA ）的PROBA-V 卫星的成像载荷等都采用共光路分光实现短波红外和可 见光谱段成像。 

2.1 短波红外成像载荷 Landsat 采用太阳同步轨道，轨道高度705km 。卫星上的TM 主题成像仪采用机 械扫描成像，扫描幅宽 185km，地面瞬时视场30m，具有2 个短波红外谱段，谱段 范围1.55 µm～1.75µm 和2.08µm～2.35µm ，采用锑化铟探测器，需要制冷到恒温95K 左右，用于观测云雪演化和植被水汽状况。 

1 2010 年第二十三届全国空间探测学术交流会论文 表 1 Landsat 红外波段配置与分辨率[3] Tab. 1 Resolution and configuration of Landsat infrared spectrum 红 外 波段配置 与 分 辨 率/m 卫 星 遥感器 1.55～1.75 2.08～2.35 10.3～12.5 µm µm µm Landsat －4～5 ETM 30 30 120 Landsat －7 ETM+ 30 30 60 法国SPOT 卫星采用太阳同步轨道，轨道高度822km，卫星上的HRVIR 载荷采 用机械扫描成像，扫描幅宽185km，在HRV 基础上增加了一个短波红外通道，谱段 范围1.58µm～1.75µm。SPOT 卫星上的植被测量仪VI 载荷也采用扫描成像，扫描幅 宽2253km ，也具有短波红外谱段，谱段范围与HRVIR 相同。