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盘点红外探测器的七大用途

2016-11-01

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  红外光是波长介于可见光与太赫兹波之间的电磁波,红外探测器就是用来探测这种人眼看不见的光信号的器件。它将红外光信号转变成某种可测量的物理量,从而实现感知。

  经过几代的发展,红外探测器已经从单元发展到焦平面阵列。红外焦平面根据制冷方式划分,分为制冷型焦平面阵列和非制冷型焦平面阵列。

  制冷型探测器背景温度与探测温度之间的对比度决定着探测器的理想分辨率,所以,为提高探测器精度必须大幅降低背景温度。制冷型探测器发展较早、应用广泛的有:HgCdTe探测器、InSb探测器和量子阱探测器等。非制冷型探测器能在室温工作,主要有微测辐射热计、热释电探测器和热电堆探测器等。

  只要不处在绝对零度,地球温度环境下的物体都存在红外辐射。因此,地球环境下的目标探测,红外具有特别重要的地位。相比其他手段,红外探测具有隐蔽性强、恶劣天气影响小,适于夜间使用;识别目标能力强的特点。

  红外系统涉及成像、成像光谱、智能化检测等问题,那么,这天上地下的,红外探测器究竟能用在哪儿?

  气象预测

  因为有风云系列气象卫星、海洋系列卫星昼夜监测,发送卫星云图,所以台风预测越来越准确。尤其是卫星上的红外探测器组件,做成遥感仪器放在卫星上,才能够观测得到各种成像。

  对地成像

  红外探测器规模越大看得越清楚,大规模就是像素做的多,目前规模最大的是美国做的6400万像素。 汶川地震时中美协商,请美方派卫星在汶川上空观测灾情。

  军事侦察

  红外侦察分为地面、海面、空中和空间侦察。空间侦察主要指:利用侦察卫星上的红外遥感设备,从空间轨道上对目标实施侦察和监视。我国商用卫星已能够拍到美国军用造船厂的清晰图片。

  环境监测

  2011年日本福岛核电站事故,放射性物质泄漏,美国海洋与大气管理局公布污染海水流向预测结果图,正是基于红外成像做出来的。而要做到精确识别,就需要红外探测器结构更复杂,做成多室器件,利用不同通道的不同波长来识别。

  机场安检

  科学家正致力于将探测器的波段扩充到太赫兹。因为太赫兹波有一定的透射深度,所以在成像方面有重要应用,比如机场安检、国防、地沟油检测等。 在太赫兹人体安检仪前,恐怖份子隐藏的武器显露无遗。

  智慧医疗

  智能化探测器件应用是光学系统重要发展方向。 将来的智慧地球、智慧城市以及智慧医疗等,都依赖于传感器、探测器及它的分析。例如,给民航机长穿上具有传感器的可穿戴设备,将心电图随时送到分析中心,就能根据模型分析心电图是否正常,从而预防空难。

  正经玩儿

  红外探测器现在侧重使用的材料是碲镉汞, 但它的缺点是在77K(-196.15 ℃)工作。 某商家研制了室温下工作的红外探测器,但是分辨率较低, 于是通过应用程序与手机连接,开发了红外拍照功能。如果探测器能达到室温工作,且分辨率足够高,工业上会有很多用处。智能手机成了红外探测仪。



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