苏君红院士访谈录

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1、苏君红院士访谈录　　苏君红中国工程院院士，红外技术专家，热成像工程总设计师，1963年毕业于西安交通大学无线电工程系无线电技术专业，长期从事红外技术的研究工作，主要研究地面与空中目标与背景的探测和识别，完成了我国第一代通用组件热成像的工程研究，为我国红外事业做出了重要贡献。曾任中国兵器工业集团第二一一所所长，云南省科协主席。曾获国家科技进步一等奖、中国兵器工业功勋奖、光华基金一等奖、中国工程科技奖、何梁何利基金科学技术进步奖等。　　　　军事需求推动红外技术　　记者（以下简称“记”）：苏院士，您好！红外技术发

2、展已有200多年历史，它是何时走向战场的？　　苏院士（以下简称“苏”11）：怎样把红外辐射变成人眼可见的图像，一直是人们关心的问题。早在19世纪就有人设计了两种红外热成像系统，它们是利用热辐射加热湿纸或油膜，形成不同的干湿或不同的油膜挥发来产生热图像。军事应用一直是红外技术发展的主要动力，人们早就意识到热成像在军事上应用的潜力很大，到第二次世界大战，巴恩斯公司设计了一种用于探测空中目标的测热辐射计扫描成像系统，虽然性能远远没有达到要求，但成为后来热成像技术发展的重要思路。20世纪50年代初，一些国家投入相当

3、大的人力物力来发展红外技术。1958年，英国皇家信号及雷达研究所发明了碲镉汞（CMT）红外探测器，显著地促进了热成像技术的发展。直到今天，碲镉汞探测器仍是最重要的红外热成像选用探测器。真正实用的红外热成像系统产生于20世纪60年代，美国德克萨斯仪器公司研制出世界上第一台实时显示电视图像的军用红外热成像系统，经过战场的试验和考核，证明红外热成像是一种成功的技术，由于它最先供空军使用，作为对地面目标观察的仪器，所以有时也被称为前视红外系统（FLIR）。红外热成像这种实时显示的成像设备产生的热图像，实际上已与电视

4、的图像质量相当，可以将其看成是一种“工作在红外波段的电视摄像机”。　　记：热成像与可见光成像相比，有哪些不同？　　苏：在上世纪70年代，一是要制造与可见光CCD一样的高密度二维面阵探测器是很困难的，如果想获得像电视一样的图像质量，就需要用一台光学机械的扫描器;　　二是高性能的红外探测器需要在低温条件下工作，因此要配备一个能冷却到80K（约为零下193℃）的制冷器和一个与外界隔热的多引线的真空杜瓦瓶。　　三是由于工作在长波红外，所以要用锗材料来制造红外镜头，造价比较昂贵。　　四是长波红外波长是可见光的20倍，

5、所以光学衍射口径是可见光的20倍。11　　五是可见光的对比度很高，而中波红外对比度较低，长波红外对比度更低，热成像要获取的是高背景情况下的低对比度信号，在制作红外探测器时，对均匀性提出很高的要求，成为探测器和材料制造中的一大难题。　　记：热成像与可见光探测设备、雷达、激光相比，优势是什么呢？　　苏：现在热成像系统已成为重要的夜视器材，能隐蔽、昼夜工作，不受黑夜限制，因为它的工作方式是被动的，不需要用协作光源或自然光照射目标，靠接收目标的自身的热辐射成像，而地球上所有的物体都辐射红外线，特别是军事目标，如飞机

6、、坦克、军舰、导弹等都要消耗能源，其中一部分将转换成热能，是一种温度较高的热辐射体，热成像获得的就是目标与背景之间的温度差别和辐射率差别的图像，所以目标要伪装也很困难，用热成像系统在很远的距离就能将它们探测到。此外，在地球大气中，存在着3～5微米中波红外和8～14微米长波红外两个大气窗口，对红外线有较好的传输特性，探测器的性能、大气传输、目标辐射特性三者相一致的关系，决定了热成像在这两个波段工作是合适的。温度在300K（约为27℃）左右的目标，在这两个波段内会产生较强的辐射，容易被探测到。而且它的工作波长比

7、可见光高10～20倍，透烟雾和尘埃的能力很强，在较恶劣的环境下，尤其是能透过敌方施放的烟幕屏障看清目标。　　自然界中各类辐射源的电磁波谱相当丰富和宽阔，红外线在电磁波谱中的波长特点　　记：热成像在军事上有哪些应用？11　　苏：热成像系统有很高的温度灵敏度和空间分辨能力，可以显示出目标的清晰轮廓，并且能识别较远距离上的目标，已作为探测、监视、跟踪、火控、夜视的手段，应用在军事的五大类方面。空间上，主要用于航天侦察、监视告警、空间防卫、天文研究、反导导弹;海空方面，主要应用于空中导航、目标定位、威胁告警、搜索跟

8、踪：地面则用在车辆夜视、火控系统、搜索跟踪、安全防卫、便携侦察等方面;同时还被应用于常规导弹如地空导弹、反坦克导弹、空空导弹等的精确制导。　　铿锵三步曲　　记：军用红外热成像技术经历了哪几个阶段？　　苏：近40年来热成像发展装备了三代产品，20世纪七八十年代装备的是第一代，九十年代装备了第二代，现在开始向第三代发展。　　记：每一代热成像的发展特点是什么？　　苏：第一代热成像技术开始于20世纪60年代，多元的锑化铟