光电子器件_第七章红外成像器件.pptx

第七章　红外摄像器件长波红外6 - 15 μm长波 常温时灵敏度更好.给定温度目标的信号水平更好.更少的大气吸收.对于玻璃和塑料不透明, 测量它们的表面温度很方便.阳光下反射更少.更高的信噪比.穿透烟、雾、尘和扰流.对于可将光背景干扰不敏感.什么是热像技术?热传递热辐射分析技术热像仪操作IRT应用检测计划和报告热像技术可以拓展到很多领域 …红外图例暗色意味着更冷，亮色意味着更热. 这幅热图高速我们什么信息?什么是热像技术?FLIR – ITC 给出的定义红外热像技术是一门利用非接触式热像设备获取和分析热信息的科学。Note : There exist standardized definitions in some countries, and ISO is also working on it. 热像热量图像什么是热像技术?温度分析因此, 当没有温度差异时红外图像没有任何对比，也不可能进行分析!什么是热像技术?热量是不同温度的系统间的热量交换.大气吸收我们认为大气应该是透明的我们能看见可见光大气对于可见光是透明的但是大气对于所有波段并不是透明的.大气窗口红外通过大气的透射率取决于波长和大气条件.红外图像的大气窗口为:3 - 5 微米 – 中波/MWIR (SWIR)8 - 13 微米 – 长波/ LWIR伽马射线可见X射线紫外红外无线电微米可见光0.4 近红外 中红外 远红外 超远红外 0.75 3 7.5-15 15 - 10007.1 红外的基本知识红外光是电磁光谱中介于可见光的红光和微波之间的波段.所有超过绝对零度的物体都在红外波段辐射能量.红外遵从可见光的基本规律. 人眼是看不见红外光的.可见光和红外光最大的不同是它们的波长不一样.一、红外的发现和本质 1. 1800年 英国天文学家赫谢耳(Herschel)在研究太阳七色光的热效应时发现了一种奇异的现象:在红光外侧，确实存在一种人眼看不见的“热线”，后来称为“红外线”，也称“红外辐射”。 2.红外线存在于自然界的任何一个角落。事实上，一切温度高于绝对零度的有生命和无生命的物体时时刻刻都在不停地辐射红外线。 3.研究表明，红外线是从物质内部发射出来的，物质的运动是产生红外线的根源。由此可见，红外辐射的物理本质是热辐射。这种辐射的量主要由这个物体的温度和材料本身的性质决定。特别是，热辐射的强度及光谱成分取决于辐射体的温度，也就是说，温度这个物理量对热辐射现象起着决定性的作用。 红外线的发现和本质 电磁波谱 红外辐射特性二、红外辐射特性 　红外线是一种电磁辐射，具有与可见光相似的特性，服从反射和折射定律，也有干涉、衍射和偏振等现象；同时，它又具有粒子性，即它可以光量子的形式发射和吸收。此外，红外线还有一些与可见光不一样的独有特性: (1) 红外线对人的眼睛不敏感，所以必须用对红外线敏感的红外探测器才能接收到； (2) 红外线的光量子能量比可见光的小，例如10μm波长的红外光子的能量大约是可见光光子能量的1/20； (3) 红外线的热效应比可见光要强得多； (4) 红外线更易被物质所吸收，但对于薄雾来说，长波红外线更容易通过。以红外物理学为基础红外探测器的发展 研究和分析红外辐射的产生、传输及探测过程中的特征和规律 红外技术的发展 为目标探测、识别提供理论基础和实验依据 三、红外探测技术的研究与发展　红外探测的研究意义 红外探测器及技术的发展 红外探测器的发展温度计 热电偶 热电堆 测辐射热计 确立了红外辐射的基本定律，红外物理才作为一门独立的学科分支本征型器件(例PbS探测器 ) 掺杂非本征型器件 三元化合物器件(例HgCdTe探测器 ) 多元线列红外探测器 扫积型HgCdTe器件(SPRITE探测器 红外焦平面列阵技术 红外技术的发展19世纪：研究天文星体的红外辐射，应用红外光谱进行物质分析。20世纪：红外技术首先受到军事部门的关注，因为它提供了在黑暗中观察、探测军事目标自身辐射及进行必威体育官网网址通讯的可能性。 第一次世界大战期间研制了一些实验性红外装置，如信号闪烁器、有哪些信誉好的足球投注网站装置等。 第二次世界大战前夕，德国：红外显像管； 战争期间：德国，美国：红外辐射源、窄带滤光片、红外探测器、红外望远镜、测辐射热计等。 第二次世界大战后：前苏联50年代以后，美国：响尾蛇导弹上的寻的器制导装置和u—2间谍飞机上的红外照相机代表着