光電測試技術(shù)-紅外-展示頁
2025-05-11 06:08本頁面
【正文】 光子 光電管探測器 熱探測器和光子探測器優(yōu)缺點的比較 名稱 優(yōu)點 缺點 熱探測器 不需冷卻，全波段有平坦響應(yīng) 靈敏度較低，反應(yīng)較慢 光子探測器 靈敏度高，反應(yīng)時間短 只適用于一定的波長范圍 ，需冷卻 在導(dǎo)彈的紅外制導(dǎo)系統(tǒng)中，由于要求靈敏，反應(yīng)快。 四象限光電探測器 （ 1）光子探測器的特點 光子探測器的反應(yīng)時間短，但要使物體內(nèi)部的電子改變運動動態(tài)，入射的光子能量必須足夠大。 一熱釋電型熱探測器工作原理圖 在 紅外波段 上，材料吸收率高，光熱效應(yīng)也就更強烈，所以廣泛用于對紅外線輻射的探測。 （ 1）熱探測器的特點 熱探測器要利用材料受到熱輻射后溫度的上升來測量的，因而反應(yīng)時間較長，時間常數(shù)一般在毫秒級以上，這類探測器的另一個特點是對全部波長的熱輻射基本上都有相同的響應(yīng)。 一、紅外探測器的分類 對于探測和跟蹤目標的探測器，按照探測過程的物理機理，可分為兩類，即熱探測器和光子探測器，熱探測器是利用紅外線的熱效應(yīng)而工作的。 紅外探測器是利用紅外輻射與物質(zhì)相互作用所呈現(xiàn)的物理效應(yīng)來探測紅外輻射的 。 （ 4）相對孔徑、 f／數(shù) 有效接收口徑與焦距的比值稱為光學系統(tǒng)的相對孔徑。 （ 3）視角 視角的大小決定了系統(tǒng)所能觀察到的有效空間的大小。 右圖：采用紅外光學系統(tǒng)的 天文望遠鏡 紅外成象技術(shù)的基本原理 光學系統(tǒng)幾個主要的外形結(jié)構(gòu)參數(shù) （ 1）有效接收口徑 D 有效接收口徑 D決定了光學系統(tǒng)有效接收面積的大小。紅外導(dǎo)引通過光學系統(tǒng)來收集目標輻射的紅外線。 光熱效應(yīng) (photothermal effect ) 紅外傳感器一般由光學系統(tǒng) 、 探測器 、 信號調(diào)理電路及顯示單元等組成 。 ? 紅外線作為電磁波的一種形式，紅外輻射和所有的電磁波一樣，是以波的形式在空間直線傳播的，具有電磁波的一般特性，如反射、折射、散射、干涉和吸收等。物體的溫度越高，輻射出來的紅外線越多，輻射的能量就越強。 圖 12 – 1 電磁波譜圖 10－ 910－ 710－ 510－ 310－ 110 10－ 110 102103104? / ? m ? / c m ? / m宇 宙 射 線 ?? 射線 X 射線紫外線可見光紅 外 線 微波 無 線 電 波極 遠 紅 外211815129630遠 紅 外中 紅 外近 紅 外? / ? m紅外輻射 ? 紅外輻射本質(zhì)上是一種熱輻射。 它的波長范圍大致在～ 1000 μm。誰掌握了先進的科技，誰就掌握了戰(zhàn)爭的主動權(quán)。 物理過程：器件吸收輻射通量時產(chǎn)生升溫，溫升引起材料各種有賴與溫度的參數(shù)變化，檢測其變化可以感知輻射存在以及強弱 庭院燈型紅外探測器 吸頂式智能 紅外探測器 無線被動式紅外探測器 紅外探測器對人類的影響 紅外探測器打破了人眼只可以看到可見光的局限性，拓寬了人們的視野和觀察事物的方法，同時也給人們帶來了具大的經(jīng)濟效益。紅外測量 紅外探測器 紅外探測器 實際上是一種紅外線輻射能的轉(zhuǎn)換器。它把輻射能轉(zhuǎn)換成另一種便于測量的能量形式，多數(shù)情況下轉(zhuǎn)換成電能，因為從近代的測量技術(shù)看，電量的測量最方便最精確。但在軍事方面的應(yīng)用卻拉大了發(fā)展中國家和發(fā)達國家的軍事差距。 紅外傳感器的工作原理 .1 紅外輻射 紅外輻射俗稱 紅外線 ， 它是一種不可見光 ， 由于是位于可見光中紅色光以外的光線 ， 故稱紅外線 。 工程上又把紅外線所占據(jù)的波段分為四部分 ， 即近紅外 、 中紅外 、 遠紅外和極遠紅外 。任何物體，只要它的溫度高于絕對零度（－ 273℃ ），就會向外部空間以紅外線的方式輻射能量，一個物體向外輻射的能量大部分是通過紅外線輻射這種形式來實現(xiàn)的。另一方面，紅外線被物體吸收后可以轉(zhuǎn)化成熱能。紅外線在真空中傳播的速度等于波的頻率與波長的乘積 。 紅外光學系統(tǒng) 紅外光學系統(tǒng)是紅外導(dǎo)引的一個重要組成部分。紅外 光學系統(tǒng)是根據(jù)光的 基本傳播規(guī)律進行成象的。 （ 2） 焦距 光學系統(tǒng)的焦距是決定系統(tǒng)成象位置及大小的基本參量，焦距還影響系統(tǒng)視角的大小。為了消除背景的干擾，系統(tǒng)的視角不能太大。
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