什么是熱像儀鏡頭

在了解熱像儀紅外鏡頭之前，我們必須弄清楚什么是熱像儀和熱像儀，以及這兩者是如何工作的。表面溫度高于零（-273°C）的物體向外發(fā)射紅外磁輻射（即波長(zhǎng)超過 700 納米，但高于 1000 微米的輻射）。與通過捕獲可見光產(chǎn)生圖像的可見相機(jī)不同，紅外成像儀是一種通過檢測(cè)物體溫度來形成圖像的設(shè)備。由于熱成像系統(tǒng)檢測(cè)的是熱量而不是光，因此可以24/7全天候使用，而且它是一種無源設(shè)備，沒有額外的輻射，因此不會(huì)暴露用戶的位置。

紅外光譜按波長(zhǎng)范圍不同可分為五類：近紅外（NIR），波長(zhǎng)范圍0.75微米-1.4微米；短波紅外（SWIR），波長(zhǎng)范圍1.4微米-3微米；中波紅外 (MWIR)，波長(zhǎng)范圍 3 微米-5 微米；長(zhǎng)波紅外 (LWIR)，波長(zhǎng)范圍 8 微米-12 微米；遠(yuǎn)紅外線，范圍從15微米到1000微米。其中，MWR和LWIR光譜區(qū)是熱成像的兩個(gè)主要波長(zhǎng)范圍。MWIR 和 LWIR 輻射可以穿透大氣層并通過檢測(cè)物體的溫差產(chǎn)生圖像，幫助我們?cè)陟F天或夜間更好地偵察環(huán)境。

具體工作原理是，熱像儀或熱像儀利用光學(xué)器件將來自場(chǎng)景中物體的紅外輻射聚焦到紅外探測(cè)器上，然后將來自每個(gè)探測(cè)器元件的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)視頻格式，可以在標(biāo)準(zhǔn)視頻監(jiān)視器上觀看或記錄在錄像帶上。熱像儀內(nèi)部的探測(cè)器分為兩類：制冷探測(cè)器和非制冷探測(cè)器. 存在熱成像儀的檢測(cè)器以接收通過熱像儀紅外鏡頭進(jìn)入的熱輻射并產(chǎn)生溫差的視覺表示。因此，探測(cè)器的自熱會(huì)增加熱噪聲并導(dǎo)致靈敏度下降。冷卻的檢測(cè)器通常與低溫冷卻器相連，以將檢測(cè)器保持在 -130 華氏度或更低溫度并保持高靈敏度。另一方面，非制冷探測(cè)器可能會(huì)失去靈敏度，但比制冷探測(cè)器便宜得多。

根據(jù)探測(cè)器的工作原理，熱像儀探測(cè)器也可以分為兩種：光子（量子）探測(cè)器和熱探測(cè)器。光子探測(cè)器（通常稱為量子探測(cè)器）和熱探測(cè)器。光子探測(cè)器吸收紅外輻射后產(chǎn)生直接電效應(yīng)，而熱探測(cè)器吸收紅外波后產(chǎn)生溫度變化，產(chǎn)生電效應(yīng)。探測(cè)器的材料特性會(huì)影響溫度變化如何產(chǎn)生電效應(yīng)。相比之下，光子探測(cè)器更靈敏。然而，光子探測(cè)器必須冷卻到較低的溫度。

熱探測(cè)器通常不如光子探測(cè)器靈敏，但在室溫下表現(xiàn)足夠好。一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是不需要低溫冷卻，因此可以節(jié)省成本并且檢測(cè)器可以更緊湊。在大多數(shù)情況下，非制冷紅外 FPA 探測(cè)器/傳感器旨在與工作在 8-12 微米的長(zhǎng)波紅外 (LWIR) 熱成像相機(jī)鏡頭相匹配。

因此在設(shè)計(jì)和制造紅外鏡頭時(shí)，要選擇與可見鏡頭不同的材料。該材料應(yīng)該對(duì)感興趣的紅外波長(zhǎng)范圍是透明的。例如，在生產(chǎn)長(zhǎng)波紅外熱像儀鏡頭時(shí)，硅可能不像鍺那樣是一個(gè)好的選擇，因?yàn)楣鑼?duì) 7000nm 以上的波長(zhǎng)是不透明的。除了材料之外，權(quán)衡和平衡其他因素也很重要，例如視野、重量、尺寸以及紅外相機(jī)鏡頭的聚焦機(jī)制。