2.3紅外技術資料

紅外技術§2.3紅外技術概述紅外線紅外探測器和探測器組件紅外應用展望2.3.1概述紅外技術是20世紀前半葉出現(xiàn)的一門新興的科學技術。紅外技術是伴隨軍事需要而迅速發(fā)展起來的一門新興技術。在光電子技術中，紅外技術是一種無源探測技術。所有物體自身都能輻射紅外線，紅外設備可以無源方式工作。紅外技術能把人眼不能看到的處于黑暗中的景物變成可見圖像。概述與雷達相比，紅外設備具有結構簡單、體積小、重量輕、分辨率高、隱蔽性好，抗干擾能力強等優(yōu)點；與可見光相比，有透過煙塵能力強，可晝夜工作等特點。典型的紅外武器裝備包括紅外夜視、前視紅外、偵察、告警、火控、跟蹤、定位、精確制導和光電對抗等。在國防和國民經(jīng)濟中，顯示出獨有的特色，具有廣闊應用前景。紅外熱圖像假如一個地方不久前停過一輛汽車，借助紅外技術，不僅能記錄黑暗時車的紅外熱圖像，還可以把汽車的“熱影子”顯示出來，甚至還可以知道它是什么時候開走的紅外測溫儀紅外攝象機拍攝的英軍押解著伊戰(zhàn)俘畫面醫(yī)學診療靜脈曲張患者的腿部遠紅外熱像，血管明顯增溫、增粗，箭頭所指處尤為明顯2.3.2紅外線1800年，英國天文學家赫謝爾在研究太陽光的熱效應時，發(fā)現(xiàn)了紅外線。紅外線波長在0．76μm到1000μm(1mm)范圍。紅外線波長的短波端與可見光相接，波長的長波端與無線電的微波(毫米波)相連。紅外線是與熱和溫度緊密聯(lián)系在一起的，因此又稱為熱線或熱輻射。紅外線的產(chǎn)生

物體熱輻射的波長落在紅外光譜波段，便產(chǎn)生紅外線。物體輻射的紅外線的強度，取決于物體所處的溫度。在軍事上，紅外波段按不同大氣窗口，可分為：短波紅外(SWlR)1～3μm波段中波紅外(MWIR)3～5μm波段長波紅外(LWIR)8～14μm波段2．3．3紅外探測器、探測器組件、紅外系統(tǒng)一、紅外探測器的發(fā)展二、紅外探測器原理三、紅外探測器分類四、紅外系統(tǒng)1800年英國人赫謝爾發(fā)現(xiàn)紅外線，所使用的溫度計就是最早的熱輻射探測器；1880年美國斯·帕·朗利用鉑箔制成輻射熱測計，靈敏度提高；1901年改進后的輻射熱測計真正用來探測物體的熱輻射；1917年蓋斯研制成功硫化鉈光子探測器；20世紀60年代，熱電探測器進入實用；高靈敏的紅外探測器產(chǎn)品相繼問世；紅外探測器在軍用牽動下得到迅速發(fā)展，而新型探測器的出現(xiàn)又促進了軍用紅外技術的不斷提高。一、紅外探測器的發(fā)展二、紅外探測器原理紅外探測器把接收到的紅外輻射轉變成體積、壓力、電流等容易測量的物理量。紅外探測器必須滿足兩個條件：一是靈敏度高；對微弱的紅外輻射也能檢測到；二是物理量的變化與受到的輻射成正比，才能定量測量紅外輻射。常用紅外探測器是實現(xiàn)光電轉換功能的靈敏器件，把接收到的紅外輻射轉換成電信號輸出。三、紅外探測器分類紅外探測器從工作原理上分類：熱探測器光子探測器(也稱光電探測器)紅外熱探測器紅外熱探測器原理：紅外輻射→溫度變化→電信號輸出輸出的電信號∝溫度；紅外熱探測器特點：對紅外輻射吸收沒有波長選擇性。溫度變化是因為吸收熱輻射能量引起的，與吸收紅外輻射的波長沒有關系。紅外光子探測器

（利用內(nèi)光電效應的量子器件）E∞激發(fā)束縛態(tài)電子紅外輻射紅外光子探測器紅外光子探測器原理：紅外輻射→紅外光子→傳導電子→電信號輸出信號∝吸收的光子數(shù)。紅外光子探測器特點：對紅外輻射吸收具有波長選擇性。紅外光子的能量必須達到足以激發(fā)束縛態(tài)電子，光子的能量對應確定的波長。四、紅外系統(tǒng)紅外探測器是紅外傳感器以及紅外系統(tǒng)的核心；加上精密復雜的光機電技術、信號處理技術構成有效的傳感器進而構成紅外系統(tǒng)，實現(xiàn)夜視、遙感、搜索、跟蹤與制導等功能。紅外傳感器紅外系統(tǒng)的結構紅外傳感器信號處理分系統(tǒng)控制分系統(tǒng)伺服分系統(tǒng)顯示分系統(tǒng)在大多數(shù)情況下無法由人工進行目標的探測與識別，而需用計算機技術自動處理。對紅外系統(tǒng)搜索跟蹤系統(tǒng)，還應有穩(wěn)定機構(萬向支架)；對遙感系統(tǒng)，還需要無線傳輸系統(tǒng)。遙感的圖像信號數(shù)據(jù)率很高，要進行數(shù)據(jù)壓縮，軍用遙感往往要將已壓縮數(shù)據(jù)加密后才進行傳輸。2.3.4紅外應用

一、紅外傳感器的廣泛軍事應用1.紅外熱像儀（夜視儀的一種）(1)利用景物熱分布的不均勻性成像(2)不用發(fā)射電磁波的被動探測（無源探測）(3)很高的目標與景物分辨能力熱像儀的成像即攝像與顯示過程與可見光的原理一、紅外傳感器的廣泛軍事應用1．紅外熱像儀—有效的偵察手段2．夜間駕駛與導航3．武器的夜間瞄準4．紅外告警5．雷場探測與化學試劑探測紅外應用一、紅外傳感器的廣泛軍事應用二、大顯神通的空中偵察活動（偵察機）三、太空中的紅外系統(tǒng)（衛(wèi)星）紅外應用：輻射測量能量輻射物的搜索與跟蹤紅外成像紅外光通信展望1．高密度、快響應、大規(guī)模集成器件，由二維向三維多層結構發(fā)展

2．雙波段、多波段紅外器件的發(fā)展，使整機可以同時實現(xiàn)不同波長的多光譜成像探測

3．實現(xiàn)智能化功能。

4．提高溫度性能。室溫紅外探測器和焦平面器