紅外成像原理(1)

1、1. 紅外成像原理 2. 地面地面10米望遠(yuǎn)鏡用米望遠(yuǎn)鏡用7種波長(zhǎng)觀種波長(zhǎng)觀 測(cè)的彗木碰撞后的紅外圖像測(cè)的彗木碰撞后的紅外圖像 SL-9彗核彗核C碰撞前后的木星紅外碰撞前后的木星紅外 圖像圖像 3. 紅外望遠(yuǎn)鏡紅外望遠(yuǎn)鏡 軍事觀察軍事觀察 4. 5. 6. 紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān) 紅外測(cè)溫儀紅外測(cè)溫儀 7. 8. 醫(yī)學(xué)成像醫(yī)學(xué)成像 9. 紅外線原紅外線原 來(lái)這么有來(lái)這么有 用?。∮冒。?10. 11. 紅外輻射普遍存在于自然界：紅外輻射普遍存在于自然界： 紅外輻射的倍頻程比可見(jiàn)光寬紅外輻射的倍頻程比可見(jiàn)光寬: 任何溫度高于絕對(duì)零度的物體（人體、冰、 雪等）都在不停地發(fā)射紅外輻射。 倍頻程：若

2、使每一頻帶的上限頻率比下限頻 率高一倍，即頻率之比為2，這樣劃分的每一 個(gè)頻程稱為1倍頻程，簡(jiǎn)稱倍頻程。 可見(jiàn)光：可見(jiàn)光：0.380.78um，一個(gè)倍頻程，一個(gè)倍頻程 紅外線：紅外線：0.781000um，商為，商為1282210，10個(gè)倍頻程個(gè)倍頻程 12. 紅外輻射能量密度曲線 溫度 波長(zhǎng) max / m 常見(jiàn)物體的峰值波長(zhǎng) 13. 紅外輻射的大氣窗口紅外輻射的大氣窗口 紅外輻射在大氣中傳輸時(shí)，不同波長(zhǎng)的紅 外輻射，有著不同的吸收和衰減； 12.5 35 814 14. 紅外成像系統(tǒng)紅外成像系統(tǒng) 被動(dòng)式紅外成像系統(tǒng)被動(dòng)式紅外成像系統(tǒng) （紅外熱像儀）（紅外熱像儀） 利用物體自 然發(fā)射的紅 外

3、輻射 主動(dòng)式紅外成像系統(tǒng)主動(dòng)式紅外成像系統(tǒng) （紅外夜視儀）（紅外夜視儀） 利用不同物體 對(duì)紅外輻射的 不同反射 15. 16. 光電轉(zhuǎn)換 電視光柵 17. 顯示可以采用發(fā)光二極管和CRT。 信號(hào)處理與顯示信號(hào)處理與顯示 信號(hào)處理與顯示的基本任務(wù)是形成與景物 溫度分布相對(duì)應(yīng)的視頻信號(hào)，然后根據(jù)景物 各單元對(duì)應(yīng)的視頻信號(hào)標(biāo)出景物各部分的溫 度，并顯示出景物的熱圖像。 信號(hào)處理部分包括：前置放大、主放、自動(dòng) 增益控制、限制帶寬、檢波、鑒幅、多路傳 輸和線性變換。 18. 19. ThermoVision A20-V高品質(zhì)紅外熱像儀 20. 熱圖像熱圖像再現(xiàn)了景物各部分溫度和輻射發(fā)射 率的差異，能夠顯

4、示出景物的特征。 樹(shù)林中人的熱圖像小圖是可見(jiàn)光圖像 大圖是熱圖像 21. 22. 23. 24. 25. 主動(dòng)式紅外成像系統(tǒng)自身帶有紅外光源紅外光源， 是根據(jù)被成像物體對(duì)紅外光源的不同反射率， 以紅外變像管紅外變像管作為光電成像器件的紅外成像 系統(tǒng)。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：成像清晰、對(duì)比度高、不受環(huán)境光源影響； 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：易暴露，不利于軍事應(yīng)用。 26. Backdrops: - These are full sized backdrops, just scale them up! - Can be Copy-Pasted out of Templates for use anywhere! 紅外夜視

5、圖像 裝有紅外夜視儀的步槍 27. 主動(dòng)式紅外成像系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主動(dòng)式紅外成像系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 主動(dòng)式紅外成像系統(tǒng)主動(dòng)式紅外成像系統(tǒng) 紅外探照燈紅外探照燈 紅外輻射光源紅外輻射光源 紅外變像管紅外變像管 光譜轉(zhuǎn)換光譜轉(zhuǎn)換 電子成像電子成像 亮度增強(qiáng)亮度增強(qiáng) 高壓電源高壓電源 變像管電源變像管電源 光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng) 物鏡組物鏡組 目鏡組目鏡組 28. 主動(dòng)式紅外成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 29. 光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng) 物鏡組：把目標(biāo)成像于變像管的光陰極面上； 目鏡組：把變像管熒光屏上的像放大，便于 人眼觀察； 與常規(guī)光學(xué)儀器不同，變像管將物鏡組和目 鏡組隔開(kāi)，使得光學(xué)系統(tǒng)的入瞳和出瞳不存 在物象共軛關(guān)系！ 30.

6、紅外變像管是主動(dòng)式紅外成像系統(tǒng)的核心， 是一種高真空?qǐng)D像轉(zhuǎn)換器件，完成從近紅外 圖像到可見(jiàn)光圖像的轉(zhuǎn)換并增強(qiáng)圖像。 3.1.3 紅外變像管紅外變像管 從結(jié)構(gòu)材料上分，紅外變像管可以分為金屬 結(jié)構(gòu)型和玻璃結(jié)構(gòu)型； 從工作方法上分，可以分為連續(xù)工作方式和 選通工作方式。 31. 紅外變像管結(jié)構(gòu)紅外變像管結(jié)構(gòu) 光學(xué)纖維光學(xué)纖維 陰極外筒陰極外筒 電子軌跡電子軌跡 陽(yáng)極錐電極陽(yáng)極錐電極 紅外光陰極 電子光學(xué)系統(tǒng) 熒光屏 32. 紅外變像管的工作過(guò)程 近紅外輻射光陰極面 通常變像管的光陰極采用對(duì)近紅外敏感 （0.81.2um）的銀氧銫光敏層，電子光學(xué)部 分相當(dāng)于一個(gè)靜電聚焦系統(tǒng)。 電子流圖像 電子光學(xué)系

7、統(tǒng) 熒光屏 可見(jiàn)光圖像 高能電子 33. 大氣后向散射現(xiàn)象： 紅外探照燈向目標(biāo) 發(fā)出的紅外光束通 過(guò)大氣時(shí)，其中一 部分散射后向輻射 進(jìn)入觀察系統(tǒng)。引 入了圖像的背景噪 聲，降低了圖像對(duì) 比度和清晰度。 如何減小大氣后向 散射影響？ 選通技術(shù)選通技術(shù) 通過(guò)發(fā)射脈沖時(shí)序 配合，使變像管在接 收觀察目標(biāo)反射回來(lái) 的紅外輻射時(shí)工作。 34. 探照燈：短脈 沖紅外激光 紅外變像管： 加選通電極 35. 精確測(cè)量目 標(biāo)與觀察者 之間的距離 探測(cè)距離為1220米時(shí)的選通時(shí)序圖 脈沖光源 照明輸出 后向散射輻射 目標(biāo)反射輻射 選通脈沖 8微秒 減少大氣后 向散射對(duì)紅 外圖像對(duì)比 度和清晰度 的影響 36. 主動(dòng)式紅外成像系統(tǒng)的特點(diǎn)： 能夠區(qū)分軍事目標(biāo)和自然景物，識(shí)別偽裝； 典型目標(biāo)的反射曲線 可見(jiàn)光譜區(qū)可見(jiàn)光譜區(qū) 近紅外近紅外 光譜區(qū)光譜區(qū) 37. 由于系統(tǒng) “主動(dòng)照明”， 工作時(shí)不受環(huán)境 照明影響，可以 在“全