時(shí)間:2016-11-01 10:35:16來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
紅外光是波長(zhǎng)介于可見(jiàn)光與太赫茲波之間的電磁波,紅外探測(cè)器就是用來(lái)探測(cè)這種人眼看不見(jiàn)的光信號(hào)的器件。它將紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)變成某種可測(cè)量的物理量,從而實(shí)現(xiàn)感知。
經(jīng)過(guò)幾代的發(fā)展,紅外探測(cè)器已經(jīng)從單元發(fā)展到焦平面陣列。紅外焦平面根據(jù)制冷方式劃分,分為制冷型焦平面陣列和非制冷型焦平面陣列。
制冷型探測(cè)器背景溫度與探測(cè)溫度之間的對(duì)比度決定著探測(cè)器的理想分辨率,所以,為提高探測(cè)器精度必須大幅降低背景溫度。制冷型探測(cè)器發(fā)展較早、應(yīng)用廣泛的有:HgCdTe探測(cè)器、InSb探測(cè)器和量子阱探測(cè)器等。非制冷型探測(cè)器能在室溫工作,主要有微測(cè)輻射熱計(jì)、熱釋電探測(cè)器和熱電堆探測(cè)器等。
只要不處在絕對(duì)零度,地球溫度環(huán)境下的物體都存在紅外輻射。因此,地球環(huán)境下的目標(biāo)探測(cè),紅外具有特別重要的地位。相比其他手段,紅外探測(cè)具有隱蔽性強(qiáng)、惡劣天氣影響小,適于夜間使用;識(shí)別目標(biāo)能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
紅外系統(tǒng)涉及成像、成像光譜、智能化檢測(cè)等問(wèn)題,那么,這天上地下的,紅外探測(cè)器究竟能用在哪兒?
氣象預(yù)測(cè)
因?yàn)橛酗L(fēng)云系列氣象衛(wèi)星、海洋系列衛(wèi)星晝夜監(jiān)測(cè),發(fā)送衛(wèi)星云圖,所以臺(tái)風(fēng)預(yù)測(cè)越來(lái)越準(zhǔn)確。尤其是衛(wèi)星上的紅外探測(cè)器組件,做成遙感儀器放在衛(wèi)星上,才能夠觀(guān)測(cè)得到各種成像。
對(duì)地成像
紅外探測(cè)器規(guī)模越大看得越清楚,大規(guī)模就是像素做的多,目前規(guī)模最大的是美國(guó)做的6400萬(wàn)像素。汶川地震時(shí)中美協(xié)商,請(qǐng)美方派衛(wèi)星在汶川上空觀(guān)測(cè)災(zāi)情。
軍事偵察
紅外偵察分為地面、海面、空中和空間偵察??臻g偵察主要指:利用偵察衛(wèi)星上的紅外遙感設(shè)備,從空間軌道上對(duì)目標(biāo)實(shí)施偵察和監(jiān)視。我國(guó)商用衛(wèi)星已能夠拍到美國(guó)軍用造船廠(chǎng)的清晰圖片。
環(huán)境監(jiān)測(cè)
2011年日本福島核電站事故,放射性物質(zhì)泄漏,美國(guó)海洋與大氣管理局公布污染海水流向預(yù)測(cè)結(jié)果圖,正是基于紅外成像做出來(lái)的。而要做到精確識(shí)別,就需要紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)更復(fù)雜,做成多室器件,利用不同通道的不同波長(zhǎng)來(lái)識(shí)別。
機(jī)場(chǎng)安檢
科學(xué)家正致力于將探測(cè)器的波段擴(kuò)充到太赫茲。因?yàn)樘掌澆ㄓ幸欢ǖ耐干渖疃?,所以在成像方面有重要?yīng)用,比如機(jī)場(chǎng)安檢、國(guó)防、地溝油檢測(cè)等。在太赫茲人體安檢儀前,恐怖份子隱藏的武器顯露無(wú)遺。
智慧醫(yī)療
智能化探測(cè)器件應(yīng)用是光學(xué)系統(tǒng)重要發(fā)展方向。將來(lái)的智慧地球、智慧城市以及智慧醫(yī)療等,都依賴(lài)于傳感器、探測(cè)器及它的分析。例如,給民航機(jī)長(zhǎng)穿上具有傳感器的可穿戴設(shè)備,將心電圖隨時(shí)送到分析中心,就能根據(jù)模型分析心電圖是否正常,從而預(yù)防空難。
正經(jīng)玩兒
紅外探測(cè)器現(xiàn)在側(cè)重使用的材料是碲鎘汞,但它的缺點(diǎn)是在77K(-196.15℃)工作。某商家研制了室溫下工作的紅外探測(cè)器,但是分辨率較低,于是通過(guò)應(yīng)用程序與手機(jī)連接,開(kāi)發(fā)了紅外拍照功能。如果探測(cè)器能達(dá)到室溫工作,且分辨率足夠高,工業(yè)上會(huì)有很多用處。智能手機(jī)成了紅外探測(cè)儀。
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