2.3红外技术资料

红外技术§2.3红外技术概述红外线红外探测器和探测器组件红外应用展望2.3.1概述红外技术是20世纪前半叶出现的一门新兴的科学技术。红外技术是伴随军事需要而迅速发展起来的一门新兴技术。在光电子技术中，红外技术是一种无源探测技术。所有物体自身都能辐射红外线，红外设备可以无源方式工作。红外技术能把人眼不能看到的处于黑暗中的景物变成可见图像。概述与雷达相比，红外设备具有结构简单、体积小、重量轻、分辨率高、隐蔽性好，抗干扰能力强等优点；与可见光相比，有透过烟尘能力强，可昼夜工作等特点。典型的红外武器装备包括红外夜视、前视红外、侦察、告警、火控、跟踪、定位、精确制导和光电对抗等。在国防和国民经济中，显示出独有的特色，具有广阔应用前景。红外热图像假如一个地方不久前停过一辆汽车，借助红外技术，不仅能记录黑暗时车的红外热图像，还可以把汽车的“热影子”显示出来，甚至还可以知道它是什么时候开走的红外测温仪红外摄象机拍摄的英军押解着伊战俘画面医学诊疗静脉曲张患者的腿部远红外热像，血管明显增温、增粗，箭头所指处尤为明显2.3.2红外线1800年，英国天文学家赫谢尔在研究太阳光的热效应时，发现了红外线。红外线波长在0．76μm到1000μm(1mm)范围。红外线波长的短波端与可见光相接，波长的长波端与无线电的微波(毫米波)相连。红外线是与热和温度紧密联系在一起的，因此又称为热线或热辐射。红外线的产生

物体热辐射的波长落在红外光谱波段，便产生红外线。物体辐射的红外线的强度，取决于物体所处的温度。在军事上，红外波段按不同大气窗口，可分为：短波红外(SWlR)1～3μm波段中波红外(MWIR)3～5μm波段长波红外(LWIR)8～14μm波段2．3．3红外探测器、探测器组件、红外系统一、红外探测器的发展二、红外探测器原理三、红外探测器分类四、红外系统1800年英国人赫谢尔发现红外线，所使用的温度计就是最早的热辐射探测器；1880年美国斯·帕·朗利用铂箔制成辐射热测计，灵敏度提高；1901年改进后的辐射热测计真正用来探测物体的热辐射；1917年盖斯研制成功硫化铊光子探测器；20世纪60年代，热电探测器进入实用；高灵敏的红外探测器产品相继问世；红外探测器在军用牵动下得到迅速发展，而新型探测器的出现又促进了军用红外技术的不断提高。一、红外探测器的发展二、红外探测器原理红外探测器把接收到的红外辐射转变成体积、压力、电流等容易测量的物理量。红外探测器必须满足两个条件：一是灵敏度高；对微弱的红外辐射也能检测到；二是物理量的变化与受到的辐射成正比，才能定量测量红外辐射。常用红外探测器是实现光电转换功能的灵敏器件，把接收到的红外辐射转换成电信号输出。三、红外探测器分类红外探测器从工作原理上分类：热探测器光子探测器(也称光电探测器)红外热探测器红外热探测器原理：红外辐射→温度变化→电信号输出输出的电信号∝温度；红外热探测器特点：对红外辐射吸收没有波长选择性。温度变化是因为吸收热辐射能量引起的，与吸收红外辐射的波长没有关系。红外光子探测器

（利用内光电效应的量子器件）E∞激发束缚态电子红外辐射红外光子探测器红外光子探测器原理：红外辐射→红外光子→传导电子→电信号输出信号∝吸收的光子数。红外光子探测器特点：对红外辐射吸收具有波长选择性。红外光子的能量必须达到足以激发束缚态电子，光子的能量对应确定的波长。四、红外系统红外探测器是红外传感器以及红外系统的核心；加上精密复杂的光机电技术、信号处理技术构成有效的传感器进而构成红外系统，实现夜视、遥感、搜索、跟踪与制导等功能。红外传感器红外系统的结构红外传感器信号处理分系统控制分系统伺服分系统显示分系统在大多数情况下无法由人工进行目标的探测与识别，而需用计算机技术自动处理。对红外系统搜索跟踪系统，还应有稳定机构(万向支架)；对遥感系统，还需要无线传输系统。遥感的图像信号数据率很高，要进行数据压缩，军用遥感往往要将已压缩数据加密后才进行传输。2.3.4红外应用

一、红外传感器的广泛军事应用1.红外热像仪（夜视仪的一种）(1)利用景物热分布的不均匀性成像(2)不用发射电磁波的被动探测（无源探测）(3)很高的目标与景物分辨能力热像仪的成像即摄像与显示过程与可见光的原理一、红外传感器的广泛军事应用1．红外热像仪—有效的侦察手段2．夜间驾驶与导航3．武器的夜间瞄准4．红外告警5．雷场探测与化学试剂探测红外应用一、红外传感器的广泛军事应用二、大显神通的空中侦察活动（侦察机）三、太空中的红外系统（卫星）红外应用：辐射测量能量辐射物的搜索与跟踪红外成像红外光通信展望1．高密度、快响应、大规模集成器件，由二维向三维多层结构发展

2．双波段、多波段红外器件的发展，使整机可以同时实现不同波长的多光谱成像探测

3．实现智能化功能。

4．提高温度性能。室温红外探测器和焦平面器