显微热成像技术研究现状与展望
第４７卷 第１期 激光与红外
Ｖｏｌ．４７，Ｎｏ．１ ２０１７年１月 ＬＡＳＥＲ ＆ ＩＮＦＲＡＲＥＤＪａｎｕａｒｙ，２０１７
文章编号：１００１-５０７８（２０１７）０１-００１３-０６·综述与评论·
显微热成像技术研究现状与展望
高美静１，许 杰１，金伟其２，谈爱玲１，赵 勇３
（１．燕山大学信息科学与工程学院，河北省特种光纤与光纤传感重点实验室，河北秦皇岛０６６００４；２．北京理工大学光电学院，
光电成像技术与系统教育部重点实验室，北京１０００８１；
３．燕山大学电气工程学院生物医学工程系，河北秦皇岛０６６００４）摘 要：显微热成像系统不仅能观测物体的形状细节，还能观测温度变化的细节，因此对需要
进行细微热分析的领域具有重要作用。本文对显微热成像技术研究的背景和意义进行了概
括，简单介绍了显微热成像系统的组成及工作过程，总结了显微热成像技术国内外发展研究及
应用的现状，最后对其存在的问题及发展动态进行了分析。
关键词：显微热成像；温度变化；细微热分析；发展现状
中图分类号：ＴＮ２１１ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１-５０７８．２０１７．０１．００２
Ｓｔａｔｕｓａｎｄｐｒｏｓｐｅｃｔｏｎｔｈｅｒｍａｌｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅｉｍａｇｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＧＡＯＭｅｉ-ｊｉｎｇ１，ＸＵＪｉｅ１，ＪＩＮＷｅｉ-ｑｉ２，ＴＡＮＡｉ-ｌｉｎｇ１，ＺＨＡＯＹｏｎｇ３
（１．ＴｈｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＳｐｅｃｉａｌＦｉｂｅｒａｎｄＦｉｂｅｒＳｅｎｓｏｒｏｆＨｅｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｅ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ
ａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，
ＹａｎｓｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ０６６００４，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ；
３．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＹａｎｓｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ０６６００４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｍａｌｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅｉｍａｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍｃａｎｏｂｓｅｒｖｅｔｈｅｄｅｔａｉｌｏｆｏｂｊｅｃｔｓｈａｐｅａｎｄｏｂｓｅｒｖｅｔｈｅｄｅｔａｉｌｏｆｔｅｍｐｅｒ-
ａｔｕｒｅｃｈａｎｇｅ，
ｓｏｉｔｐｌａｙｓａｎｅｓｓｅｎｔｉａｌｒｏｌｅｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｍｉｃｒｏｔｈｅｒｍａｌａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｏｆｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｍｉｃｒｏ-ｓｃｏｐｅｉｍａｇｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｓｉｍｐｌｙｄｅｓｃｒｉｂｅｄ，ａｎｄｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ
ｉｍａｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｒｅｓｉｍｐｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｍａｌｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅｉｍａｇｉｎｇｔｅｃｈ-
ｎｏｌｏｇｙａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｉｔｓｐｒｏｂｌｅｍｓａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｈｅｒｍａｌｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅｉｍａｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｈａｎｇｅ；ｍｉｃｒｏｔｈｅｒｍａｌａｎａｌｙｓｉｓ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｔａｔｕｓ
基金项目：国家自然科学基金（Ｎｏ．６１５０１３９６）；河北省自然科学基金（Ｎｏ．Ｆ２０１４２０３２２０；Ｆ２０１４０３２４５）；河北省高等学校科
学技术研究项目（
Ｎｏ．ＱＮ２０１５０２１；ＱＮ２０１２１２９；ＱＮ２０１４０３４）资助。作者简介：高美静（１９７７－），女，博士，副教授，主要研究方向为光电成像系统，夜视与红外技术，光电图像处理等。Ｅ-
ｍａｉｌ：ｇａｏｍｅｉｊｉｎｇ＠１２６．ｃｏｍ
收稿日期：２０１６-０４-２１；修订日期：２０１６-０６-０７１ 引 言
２０世纪９０年代以来，随着军事领域对夜视和
恶劣环境条件下作战的强烈需求，热成像技术得到
迅速发展［１－３］。然而这些热成像系统大多为望远工作模式，但一些实际应用中常常需要采用光学放大的显微模式，以分析样品的细微温度分布。与可见光显微镜相比，红外显微热成像系统除了能观测物
体的形状细节，还能观测温度变化的细节。而物体的物理化学变化７０％与温度有关，利用红外显微热成像系统对温度特有的敏感性可详细观测、记录分析细微目标的变化历程，因此对于纳米技术、生化技
术、基因技术、微电子技术、材料科学等领域的研究
具有非常重要的作用。
显微热成像技术用于微电子器件（如电路组