2.3紅外技術(shù)資料

紅外技術(shù)§2.3紅外技術(shù)概述紅外線紅外探測(cè)器和探測(cè)器組件紅外應(yīng)用展望2.3.1概述紅外技術(shù)是20世紀(jì)前半葉出現(xiàn)的一門(mén)新興的科學(xué)技術(shù)。紅外技術(shù)是伴隨軍事需要而迅速發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興技術(shù)。在光電子技術(shù)中，紅外技術(shù)是一種無(wú)源探測(cè)技術(shù)。所有物體自身都能輻射紅外線，紅外設(shè)備可以無(wú)源方式工作。紅外技術(shù)能把人眼不能看到的處于黑暗中的景物變成可見(jiàn)圖像。概述與雷達(dá)相比，紅外設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、分辨率高、隱蔽性好，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)；與可見(jiàn)光相比，有透過(guò)煙塵能力強(qiáng)，可晝夜工作等特點(diǎn)。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(dǎo)和光電對(duì)抗等。在國(guó)防和國(guó)民經(jīng)濟(jì)中，顯示出獨(dú)有的特色，具有廣闊應(yīng)用前景。紅外熱圖像假如一個(gè)地方不久前停過(guò)一輛汽車(chē)，借助紅外技術(shù)，不僅能記錄黑暗時(shí)車(chē)的紅外熱圖像，還可以把汽車(chē)的“熱影子”顯示出來(lái)，甚至還可以知道它是什么時(shí)候開(kāi)走的紅外測(cè)溫儀紅外攝象機(jī)拍攝的英軍押解著伊戰(zhàn)俘畫(huà)面醫(yī)學(xué)診療靜脈曲張患者的腿部遠(yuǎn)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(guó)天文學(xué)家赫謝爾在研究太陽(yáng)光的熱效應(yīng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了紅外線。紅外線波長(zhǎng)在0．76μm到1000μm(1mm)范圍。紅外線波長(zhǎng)的短波端與可見(jiàn)光相接，波長(zhǎng)的長(zhǎng)波端與無(wú)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(chēng)為熱線或熱輻射。紅外線的產(chǎn)生

物體熱輻射的波長(zhǎng)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(qiáng)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(zhǎng)波紅外(LWIR)8～14μm波段2．3．3紅外探測(cè)器、探測(cè)器組件、紅外系統(tǒng)一、紅外探測(cè)器的發(fā)展二、紅外探測(cè)器原理三、紅外探測(cè)器分類(lèi)四、紅外系統(tǒng)1800年英國(guó)人赫謝爾發(fā)現(xiàn)紅外線，所使用的溫度計(jì)就是最早的熱輻射探測(cè)器；1880年美國(guó)斯·帕·朗利用鉑箔制成輻射熱測(cè)計(jì)，靈敏度提高；1901年改進(jìn)后的輻射熱測(cè)計(jì)真正用來(lái)探測(cè)物體的熱輻射；1917年蓋斯研制成功硫化鉈光子探測(cè)器；20世紀(jì)60年代，熱電探測(cè)器進(jìn)入實(shí)用；高靈敏的紅外探測(cè)器產(chǎn)品相繼問(wèn)世；紅外探測(cè)器在軍用牽動(dòng)下得到迅速發(fā)展，而新型探測(cè)器的出現(xiàn)又促進(jìn)了軍用紅外技術(shù)的不斷提高。一、紅外探測(cè)器的發(fā)展二、紅外探測(cè)器原理紅外探測(cè)器把接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)變成體積、壓力、電流等容易測(cè)量的物理量。紅外探測(cè)器必須滿足兩個(gè)條件：一是靈敏度高；對(duì)微弱的紅外輻射也能檢測(cè)到；二是物理量的變化與受到的輻射成正比，才能定量測(cè)量紅外輻射。常用紅外探測(cè)器是實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換功能的靈敏器件，把接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。三、紅外探測(cè)器分類(lèi)紅外探測(cè)器從工作原理上分類(lèi)：熱探測(cè)器光子探測(cè)器(也稱(chēng)光電探測(cè)器)紅外熱探測(cè)器紅外熱探測(cè)器原理：紅外輻射→溫度變化→電信號(hào)輸出輸出的電信號(hào)∝溫度；紅外熱探測(cè)器特點(diǎn)：對(duì)紅外輻射吸收沒(méi)有波長(zhǎng)選擇性。溫度變化是因?yàn)槲諢彷椛淠芰恳鸬模c吸收紅外輻射的波長(zhǎng)沒(méi)有關(guān)系。紅外光子探測(cè)器

（利用內(nèi)光電效應(yīng)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(cè)器紅外光子探測(cè)器原理：紅外輻射→紅外光子→傳導(dǎo)電子→電信號(hào)輸出信號(hào)∝吸收的光子數(shù)。紅外光子探測(cè)器特點(diǎn)：對(duì)紅外輻射吸收具有波長(zhǎng)選擇性。紅外光子的能量必須達(dá)到足以激發(fā)束縛態(tài)電子，光子的能量對(duì)應(yīng)確定的波長(zhǎng)。四、紅外系統(tǒng)紅外探測(cè)器是紅外傳感器以及紅外系統(tǒng)的核心；加上精密復(fù)雜的光機(jī)電技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)構(gòu)成有效的傳感器進(jìn)而構(gòu)成紅外系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)夜視、遙感、搜索、跟蹤與制導(dǎo)等功能。紅外傳感器紅外系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)紅外傳感器信號(hào)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(wú)法由人工進(jìn)行目標(biāo)的探測(cè)與識(shí)別，而需用計(jì)算機(jī)技術(shù)自動(dòng)處理。對(duì)紅外系統(tǒng)搜索跟蹤系統(tǒng)，還應(yīng)有穩(wěn)定機(jī)構(gòu)(萬(wàn)向支架)；對(duì)遙感系統(tǒng)，還需要無(wú)線傳輸系統(tǒng)。遙感的圖像信號(hào)數(shù)據(jù)率很高，要進(jìn)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(jìn)行傳輸。2.3.4紅外應(yīng)用

一、紅外傳感器的廣泛軍事應(yīng)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(dòng)探測(cè)（無(wú)源探測(cè)）(3)很高的目標(biāo)與景物分辨能力熱像儀的成像即攝像與顯示過(guò)程與可見(jiàn)光的原理一、紅外傳感器的廣泛軍事應(yīng)用1．紅外熱像儀—有效的偵察手段2．夜間駕駛與導(dǎo)航3．武器的夜間瞄準(zhǔn)4．紅外告警5．雷場(chǎng)探測(cè)與化學(xué)試劑探測(cè)紅外應(yīng)用一、紅外傳感器的廣泛軍事應(yīng)用二、大顯神通的空中偵察活動(dòng)（偵察機(jī)）三、太空中的紅外系統(tǒng)（衛(wèi)星）紅外應(yīng)用：輻射測(cè)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(yīng)、大規(guī)模集成器件，由二維向三維多層結(jié)構(gòu)發(fā)展

2．雙波段、多波段紅外器件的發(fā)展，使整機(jī)可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)不同波長(zhǎng)的多光譜成像探測(cè)

3．實(shí)現(xiàn)智能化功能。

4．提高溫度性能。室溫紅外探測(cè)器和焦平面器