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什么是短波 、中波、長(zhǎng)波紅外及應(yīng)用
來(lái)源:m.yunshuchuan.com 發(fā)布時(shí)間:2022年11月18日
  1、什么是紅外輻射?
  自然界中一切溫度高于零度(-273.15°C)的物體都能輻射紅外能量,紅外輻射的物理本質(zhì)是熱輻射,也是一種電磁波。

  紅外線是一種肉眼不可見(jiàn)的光線,又稱(chēng)為紅外熱輻射。紅外輻射本質(zhì)是一種電磁輻射,在物理學(xué)上定義波長(zhǎng)在0.75~1000μm的電磁波。


  2、 紅外輻射的波長(zhǎng)分類(lèi)

  紅外輻射的波長(zhǎng)介于可見(jiàn)光和微波之間,其短波與可見(jiàn)光波段的紅光相鄰,長(zhǎng)波段與微波相接。

  根據(jù)紅外輻射的產(chǎn)生機(jī)理、紅外輻射的應(yīng)用和發(fā)展情況并結(jié)合考慮了紅外輻射在地球大氣層中的傳輸特性,進(jìn)一步將0.75~1000μm的紅外輻射劃分為四個(gè)波段:

(1) 近紅外 (Near Infrared, NIR) : 0.75~1 μm

  由于在二氧化矽玻璃中的低衰減率,通常使用在光纖通信中。在這個(gè)區(qū)域的波長(zhǎng)對(duì)影像的增強(qiáng)非常敏銳。例如,包括夜視設(shè)備,像是夜視鏡

(2)短波紅外(SWIR, IR-B DIN),波長(zhǎng)范圍為1~3μm;

  1,530至1,560nm是主導(dǎo)遠(yuǎn)距離通信的主要光譜區(qū)域.

(3)中紅外或中波紅外(MWIR, IR-C DIN),波長(zhǎng)范圍為3~5μm; 

  被動(dòng)式的紅外線追熱導(dǎo)向飛彈技術(shù)在設(shè)計(jì)上就是使用3-5微米波段的大氣窗口來(lái)工作,對(duì)飛機(jī)紅外線標(biāo)識(shí)的歸航,通常是針對(duì)飛機(jī)引擎排放的羽流。

(4)遠(yuǎn)紅外或長(zhǎng)波紅外(LWIR, IR-C DIN),波長(zhǎng)范圍為7.5~14μm;

  這是"熱成像"的區(qū)域,在這個(gè)波段的感測(cè)器不需要其他的光或外部熱源,例如太陽(yáng)、月球或紅外燈,就可以獲得完整的熱排放量的被動(dòng)影像。前視性紅外線(FLIR)系統(tǒng)使用這個(gè)區(qū)域的頻譜。 ,有時(shí)也會(huì)被歸類(lèi)為"遠(yuǎn)紅外線"


  (5) 遠(yuǎn)紅外線(FIR):50-1,000微米

   NIR和SWIR有時(shí)被稱(chēng)為"反射紅外線",而MWIR和LWIR有時(shí)被稱(chēng)為"熱紅外線",這是基于黑體輻射曲線的特性,典型的'熱'物體,像是排氣管,同樣的物體通常在MW的波段會(huì)比在LW波段下來(lái)得更為明亮。


  3、 紅外大氣窗口

  紅外探測(cè)器利用紅外輻射進(jìn)行成像,基于紅外在大氣傳輸存在的“大氣窗口”,紅外線的應(yīng)用分為短波紅外、中波紅外和長(zhǎng)波紅外三大類(lèi)。短波紅外利用目標(biāo)反射環(huán)境中普遍存在的短波紅外輻射,在分辨率和細(xì)節(jié)上類(lèi)似于可見(jiàn)光圖像;長(zhǎng)波、中波紅外成像利用室溫目標(biāo)自身發(fā)射的熱輻射,用于各種紅外熱視設(shè)備。

  當(dāng)紅外線在大氣層內(nèi)或穿透大氣層時(shí),會(huì)受到來(lái)自大氣層對(duì)輻射傳輸?shù)挠绊懀斐晒獾哪芰λp,這也被稱(chēng)為大氣消光。大氣消光作用對(duì)紅外輻射影響與波長(zhǎng)有關(guān),具有明顯的選擇性。紅外在大氣中有三個(gè)波段區(qū)間內(nèi)具有很高的透過(guò)率,被稱(chēng)為“大氣窗口”,分別為:短波紅外區(qū)的1~3μm波段,中紅外區(qū)3~5μm波段和遠(yuǎn)紅外區(qū)8~14μm。



  4、 紅外成像的特點(diǎn)

  紅外熱成像儀運(yùn)用光電技術(shù)以被動(dòng)的方式探測(cè)物體所發(fā)出的紅外輻射,算出物體表面每一點(diǎn)的溫度,以不同的顏色來(lái)顯示不同的溫度,從而轉(zhuǎn)換為可供人類(lèi)視覺(jué)分辨的圖像和圖形。紅外熱成像儀可以突破人類(lèi)視覺(jué)障礙,能在完全黑暗的環(huán)境下探測(cè)到物體,即使在有煙霧、粉塵的情況下也可實(shí)現(xiàn)探測(cè),且不需要光源照明,因此可以全天候使用。由于紅外熱成像具有隱蔽性好、抗干擾性強(qiáng)、目標(biāo)識(shí)別能力強(qiáng)、全天候工作等特點(diǎn),在軍事和民用領(lǐng)域都發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。


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