- 信息材料课件-信息获取材料3 [兼容模式].pdf

《- 信息材料课件-信息获取材料3 [兼容模式].pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、信息探测材料(3)InformationDetectorMaterials光电技术学院主要内容1.红外技术2.红外探测器的原理与分类3.红外热成像系统红外技术一、概述1.红外技术的发展历史红外技术是伴随军用需要而迅速发展起来的一门新兴技术。（1）1800：英国天文学家赫谢尔发现“红外线”；（2）1880年：制成测辐射热计；（3）1901年：改进的测辐射热计用来探测物体热辐射；（4）1917年：研制成硫化铊探测器，首次将光电导效应用于红外探测。（5）二战期间：夜视需要推动光电导红外探测器得到发展；（6）二战后：半导体技术的发展，推动红外探测器大发展；（7）现在：军用牵动红外探测技术迅

2、速发展。2.红外技术的应用与雷达相比：结构简单，分辨力高，抗干扰能力强，无源方式工作与可见光相比：透烟尘能力强，可昼夜工作军事战略应用：洲际弹道导弹的探测、识别和跟踪，高能束拦截武器的瞄准，拦截导弹的制导和大气层内外核爆炸的探测等军事战术应用：侦察、观瞄、火控、跟踪、制导等，如枪(炮)用红外夜间瞄难具和机载、舰载前视红外系统等工业应用：炉壁、炉料热分布、铁水、钢水液面检测，石油管漏油、漏热检查，高压供电元部件过热检查，集成电路热故障分析等科研应用：对研究对象和过程的热分析，如飞机和航天器工作状态热分布测定和航空、航天模型风洞试验热分析等医疗方面：对癌症利各种病变的普查和早期诊断、中

3、医穴位诊断等其他应用：森林防火、空海救援、污染监测和资源勘探等二、红外线1.什么是红外线波长范围为0.76~1000m的电磁波。性质：红外线与热和温度密切相关，因此又称为热线或热辐射；真空中以光速直线传播；遵循反射、折射、衍射和偏振定律。近红外（SWIR）：0.78～3.0m中红外（MWIR）：3.0～20m远红外（LWIR）：20～1000m2.红外线的产生高能级热运动辐射低能级°（1）任何温度高于绝对零度（273C）的物体都能产生红外辐射。（2）自然界中一切物体都是红外辐射源；（3）物体辐射红外线的强度和波长，取决于物体的温度。3.红外线的传播红外辐射在大气中传输时，其能量因大

4、气吸收而衰减，衰减量与波长有关。大气窗口：大气对红外线吸收较少的波段，即透射率较高的波段。SWIR：0.76~3mMWIR：3~5mLWIR：8~14m4.红外成像可见光成像：显示目标表面可见光分布的情况可见光照相机光图像红外成像：显示目标红外辐射分布情况红外辐射红外光学系统红外图像红外热成像的对象：物体与背景的红外辐射分布图。红外热像仪：拍摄物体的热图，昼夜都能看清景物，可作夜视仪。红外辐射分布图可见光图像黑白图像：通过灰度等级表示目标表面红外辐射强度。红外图像彩色图像：通过不同颜色表示不同的红外辐射强度。红外探测器的原理与分类一、红外探测器工作原理一次效应：温度升高物体吸收红外

5、辐射二次效应：体积、折射率、电导率等物理和化学性质的变化红外探测器：检测红外辐射的器件。红外探测器红外辐射电信号实用红外探测器：（1）高灵敏度：能检测到微弱红外辐射（2）物理量的变化与受到的辐射成正比二、红外探测器的分类近红外（SWIR）：0.76~3m根据波长中红外（MWIR）：3~5m远红外（LWIR）：8~14m低温根据工作温度中温室温热探测器根据工作原理光子探测器（光电探测器）1、热探测器（非制冷）温度效应探测元吸收入射光辐射温升电量12热探测器对红外辐射吸收无波长选择性。A.测辐射热计材料具有高电阻温度系数，受热辐射后，温度变化引起电阻值变化，固定电压下电流随之变化。热敏

6、电阻B.气动探测器充气容器受热辐射后，温度升高，气体体积膨胀，测量其容器壁的变化，可确定红外辐射的强度。特点：使用寿命短，动态范围小，结构复杂，价格昂贵，使用范围日益缩小。C.测辐射热电偶和热电堆（温差电偶和温差电堆）温差电效应：两种不同导体两头相接时，如果两个接头处于不同的温度，电路内就产生一个电动势，连接外电路就有电信号输出。特点：常用来测量温度，应用很广泛。D.热释电探测器利用热释电效应探测辐射能量。特点：探测率高，灵敏度高，使用方便。热探测器中性能最好，应用最广，目前开发研究较多。2、光子探测器（光电探测器）利用光电效应制成的红外探测器。反应快，灵敏度高，结构牢靠，选择性探

7、测器，常工作于低温下。当今发展最快，应用最为普遍的红外探测器。A.光电子发射探测器利用光电子发射（外光电效应）制成的可见光探测器和红外辐射探测器，统称为光电子发射探测器。特点：大部分光电子发射探测器，只对可见光起作用。能够用于红外和微光的光阴级较少。B.光电导探测器利用光电导效应制成的红外探测器。外加偏压红外光电导率增加电流增加特点：结构简单，种类最多，应用最广。光电导探测器--应用范围最广泛的红外探测器一、光电导探测器的工作原理及分类hhE导带DEDchEbgEga