光電測(cè)試技術(shù)紅外第1頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一紅外探測(cè)器

紅外探測(cè)器實(shí)際上是一種紅外線輻射能的轉(zhuǎn)換器。它把輻射能轉(zhuǎn)換成另一種便于測(cè)量的能量形式，多數(shù)情況下轉(zhuǎn)換成電能，因?yàn)閺慕臏y(cè)量技術(shù)看，電量的測(cè)量最方便最精確。物理過程：器件吸收輻射通量時(shí)產(chǎn)生升溫，溫升引起材料各種有賴與溫度的參數(shù)變化，檢測(cè)其變化可以感知輻射存在以及強(qiáng)弱第2頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一庭院燈型紅外探測(cè)器吸頂式智能紅外探測(cè)器無線被動(dòng)式紅外探測(cè)器第3頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一紅外探測(cè)器對(duì)人類的影響

紅外探測(cè)器打破了人眼只可以看到可見光的局限性，拓寬了人們的視野和觀察事物的方法，同時(shí)也給人們帶來了具大的經(jīng)濟(jì)效益。但在軍事方面的應(yīng)用卻拉大了發(fā)展中國(guó)家和發(fā)達(dá)國(guó)家的軍事差距。誰掌握了先進(jìn)的科技，誰就掌握了戰(zhàn)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)。第4頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一紅外傳感器的工作原理.1紅外輻射紅外輻射俗稱紅外線，它是一種不可見光，由于是位于可見光中紅色光以外的光線，故稱紅外線。它的波長(zhǎng)范圍大致在0.76～1000μm。工程上又把紅外線所占據(jù)的波段分為四部分，即近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外和極遠(yuǎn)紅外。第5頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一圖12–1電磁波譜圖第6頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一紅外輻射紅外輻射本質(zhì)上是一種熱輻射。任何物體，只要它的溫度高于絕對(duì)零度（－273℃），就會(huì)向外部空間以紅外線的方式輻射能量，一個(gè)物體向外輻射的能量大部分是通過紅外線輻射這種形式來實(shí)現(xiàn)的。物體的溫度越高，輻射出來的紅外線越多，輻射的能量就越強(qiáng)。另一方面，紅外線被物體吸收后可以轉(zhuǎn)化成熱能。紅外線作為電磁波的一種形式，紅外輻射和所有的電磁波一樣，是以波的形式在空間直線傳播的，具有電磁波的一般特性，如反射、折射、散射、干涉和吸收等。紅外線在真空中傳播的速度等于波的頻率與波長(zhǎng)的乘積。光熱效應(yīng)(photothermaleffect)第7頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一紅外探測(cè)器紅外傳感器一般由光學(xué)系統(tǒng)、探測(cè)器、信號(hào)調(diào)理電路及顯示單元等組成。

第8頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一紅外光學(xué)系統(tǒng)

紅外光學(xué)系統(tǒng)是紅外導(dǎo)引的一個(gè)重要組成部分。紅外導(dǎo)引通過光學(xué)系統(tǒng)來收集目標(biāo)輻射的紅外線。紅外光學(xué)系統(tǒng)是根據(jù)光的基本傳播規(guī)律進(jìn)行成象的。右圖：采用紅外光學(xué)系統(tǒng)的天文望遠(yuǎn)鏡第9頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一1、基本組成元件：光學(xué)系統(tǒng)的基本組成元件是反射鏡、棱鏡、及光欄。尼科耳棱鏡

第10頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一2、紅外成象技術(shù)的基本原理第11頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一3、光學(xué)系統(tǒng)的功能（1）聚集光能以探測(cè)目標(biāo)

（2）利用象點(diǎn)的位置反映目標(biāo)偏離光軸的大小和方位⊿q⊿qMy1x1yRO1OM’O’f光學(xué)系統(tǒng)等效的凸透鏡第12頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一4、光學(xué)系統(tǒng)幾個(gè)主要的外形結(jié)構(gòu)參數(shù)

（1）有效接收口徑D

有效接收口徑D決定了光學(xué)系統(tǒng)有效接收面積的大小。（2）焦距

光學(xué)系統(tǒng)的焦距是決定系統(tǒng)成象位置及大小的基本參量，焦距還影響系統(tǒng)視角的大小。第13頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一（3）視角

視角的大小決定了系統(tǒng)所能觀察到的有效空間的大小。為了消除背景的干擾，系統(tǒng)的視角不能太大。

（4）相對(duì)孔徑、f／數(shù)

有效接收口徑與焦距的比值稱為光學(xué)系統(tǒng)的相對(duì)孔徑。第14頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一5、影響象質(zhì)的因素

一個(gè)物點(diǎn)成象并不是一個(gè)幾何點(diǎn)，而是一個(gè)亮的擴(kuò)散圓斑，通常稱為彌散圓。彌散圓的大小對(duì)信號(hào)有相當(dāng)大的影響。

彌散圓第15頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一

由于彌散圓的大小對(duì)信號(hào)有相當(dāng)大的影響，因此需要了解影響彌散圓大小的影響因素。影響彌散圓大小的因素有兩種，一是衍射，二是象差。左圖：衍射及其強(qiáng)度分布第16頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一（1）、衍射對(duì)象質(zhì)的影響

衍射是由光的波動(dòng)性而引起的。即使是位于光軸上的幾何點(diǎn)源，通過有光欄的光學(xué)系統(tǒng)后成的象也不是一個(gè)幾何點(diǎn)，而是一個(gè)明亮的中心圓斑，中心圓斑一般稱為艾利(Airy)圓。

艾利(Airy)圓

第17頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一(2)、象差對(duì)象質(zhì)的影響

象差是影響彌散圓大小的主要因素。象差可分為色差和單色象差兩類。色差是主于透鏡的折射系數(shù)隨波長(zhǎng)而變化引起的，單色象差指光學(xué)系統(tǒng)對(duì)單色光產(chǎn)生的象差。右圖：測(cè)量象差的原理圖第18頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一紅外探測(cè)器紅外探測(cè)器是紅外傳感器的核心。紅外探測(cè)器是利用紅外輻射與物質(zhì)相互作用所呈現(xiàn)的物理效應(yīng)來探測(cè)紅外輻射的。紅外探測(cè)器的種類很多，按探測(cè)機(jī)理的不同，分為熱探測(cè)器和光子探測(cè)器兩大類。第19頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一一、紅外探測(cè)器的分類

對(duì)于探測(cè)和跟蹤目標(biāo)的探測(cè)器，按照探測(cè)過程的物理機(jī)理，可分為兩類，即熱探測(cè)器和光子探測(cè)器，熱探測(cè)器是利用紅外線的熱效應(yīng)而工作的。第20頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一

1、熱探測(cè)器

當(dāng)紅外線輻射到熱探測(cè)器上后，探測(cè)器材料的溫度會(huì)上升，溫度的變化會(huì)引起某些物理特性相應(yīng)發(fā)生改變，利用測(cè)量這些物理特性的改變程度來確定紅外輻射的強(qiáng)弱，這樣的探測(cè)器稱為熱探測(cè)器。第21頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一（1）熱探測(cè)器的特點(diǎn)

熱探測(cè)器要利用材料受到熱輻射后溫度的上升來測(cè)量的，因而反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，時(shí)間常數(shù)一般在毫秒級(jí)以上，這類探測(cè)器的另一個(gè)特點(diǎn)是對(duì)全部波長(zhǎng)的熱輻射基本上都有相同的響應(yīng)。右為電阻式熱探測(cè)器

第22頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一(2)熱探測(cè)器工作原理

熱探測(cè)器是利用入射紅外輻射引起敏感元件的溫度變化，進(jìn)而使其有關(guān)的物理參數(shù)發(fā)生相應(yīng)變化，通過測(cè)量有關(guān)物理參數(shù)的變化可確定探測(cè)器所吸收的紅外輻射。一熱釋電型熱探測(cè)器工作原理圖

在紅外波段上，材料吸收率高，光熱效應(yīng)也就更強(qiáng)烈，所以廣泛用于對(duì)紅外線輻射的探測(cè)。第23頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一2、光子探測(cè)器

光子探測(cè)器是利用紅外線中的光子流射到探測(cè)器上后，和探測(cè)器材料中的束縛態(tài)電子作用后，引起電子狀態(tài)的變化，從而產(chǎn)生能逸出表面的自由電子，以此來探測(cè)紅外線。四象限光電探測(cè)器

第24頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一（1）光子探測(cè)器的特點(diǎn)

光子探測(cè)器的反應(yīng)時(shí)間短，但要使物體內(nèi)部的電子改變運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)，入射的光子能量必須足夠大。當(dāng)光子能量小于某一值時(shí)，就不能使束縛狀態(tài)電子變成載流子或能逸出材料表面的自由電子。日本濱松光子--光電管探測(cè)器

第25頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一熱探測(cè)器和光子探測(cè)器優(yōu)缺點(diǎn)的比較名稱優(yōu)點(diǎn)

缺點(diǎn)熱探測(cè)器不需冷卻，全波段有平坦響應(yīng)靈敏度較低，反應(yīng)較慢光子探測(cè)器靈敏度高，反應(yīng)時(shí)間短只適用于一定的波長(zhǎng)范圍，需冷卻第26頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一

在導(dǎo)彈的紅外制導(dǎo)系統(tǒng)中，由于要求靈敏，反應(yīng)快。一般采用光子探測(cè)器。PL-9C紅外空空導(dǎo)彈掛裝在武裝直升機(jī)上的TY90導(dǎo)彈第27頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一二、光子探測(cè)器分類及工作原理

光子探測(cè)器是基于入射光子對(duì)探測(cè)器材料內(nèi)的電子作用而產(chǎn)生的光電子效應(yīng)而工作的。光電子效應(yīng)有外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)兩種。光電探測(cè)器光電導(dǎo)探測(cè)器光生伏特探測(cè)器光磁電探測(cè)器光子探測(cè)器外光電內(nèi)光電第28頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一

1．光電探測(cè)器

當(dāng)光照射到某些材料的表面上時(shí)，如果入射光子的能量足夠大，就能夠使電子逸出材料的表面，這種現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)。利用這種效應(yīng)制成的探測(cè)器，稱之為光電探測(cè)器。第29頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一光電效應(yīng)在光的照射下，使物體中的電子脫出的現(xiàn)象叫做光電效應(yīng)(Photoelectriceffect)。第30頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一外光電效應(yīng)的兩個(gè)基本定律1．光電發(fā)射第一定律——斯托列托夫定律：

當(dāng)照射到光陰極上的入射光頻率或頻譜成分不變時(shí)，飽和光電流（即單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)目）與入射光強(qiáng)度成正比：

Ik=SkF0Ik：光電流Sk：光強(qiáng)F0：該陰極對(duì)入射光線的靈敏度第31頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一2．光電發(fā)射第二定律——愛因斯坦定律

光電子的最大動(dòng)能與入射光的頻率成正比，而與入射光強(qiáng)度無關(guān)：Emax=(1/2)mυ2max=hν-hν0=hν-AEmax：光電子的最大初動(dòng)能。h：普朗克常數(shù)。ν0：產(chǎn)生光電發(fā)射的極限頻率，頻率閾值。A：金屬電子的逸出功

入射光子的能量至少要等于逸出功時(shí)，才能發(fā)生光電發(fā)射。第32頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一

常用的光電探測(cè)器有光電二極管和光電倍增管。光電倍增管常用于激光制導(dǎo)系統(tǒng)中作為紅外激光探測(cè)器。光電二極管光電倍增管第33頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一

當(dāng)光照射到某些半導(dǎo)體材料上后，光子與半導(dǎo)體內(nèi)的電子作用后，會(huì)形成載流子，載流子會(huì)使半導(dǎo)體的電導(dǎo)率增加，這種現(xiàn)象稱為光電導(dǎo)現(xiàn)象。2、光電導(dǎo)探測(cè)器半導(dǎo)體材料第34頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一

利用光電導(dǎo)現(xiàn)象制成的探測(cè)器叫光電導(dǎo)探測(cè)器。常見的光電導(dǎo)器件由硫化鉛、硒化鉛、銻化銦等材料制成。這是紅外技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的一類探測(cè)器。第35頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一

在純凈半導(dǎo)體中，當(dāng)價(jià)電子受到熱或光子的激發(fā)而跳到導(dǎo)帶后，在價(jià)帶中就留下了一個(gè)空穴，電子和空穴對(duì)材料導(dǎo)電率都有提高作用。這種在純凈半導(dǎo)體中一個(gè)電子被激發(fā)而在導(dǎo)帶和價(jià)帶分別發(fā)生電子的過程叫本征激發(fā)。第36頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一本征激發(fā)第37頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一

為了使探測(cè)器能在較長(zhǎng)的波段工作，需要增大探測(cè)器的截止波長(zhǎng)。一般在純凈半導(dǎo)體中摻入少量其他雜質(zhì)，根據(jù)摻入的雜質(zhì)不同，可以做成P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體.第38頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一3．光生伏特探測(cè)器

在P型，N型半導(dǎo)體接觸面處會(huì)形成一個(gè)阻擋層。在阻擋層內(nèi)存在內(nèi)電場(chǎng)E，如果光照射在結(jié)附近，由光子激發(fā)而形成光生載流子，由于內(nèi)電場(chǎng)的作用，光生載流子的電子就會(huì)跑到N區(qū)，而空穴就跑到P區(qū)，這時(shí)在P-N結(jié)兩側(cè)就會(huì)出現(xiàn)附加電位差，這一現(xiàn)象稱為“光生伏特”效應(yīng)。第39頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一++++++++++PNEU阻擋層內(nèi)存在內(nèi)電場(chǎng)E如圖下所示

第40頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一

4．光磁電探測(cè)器

光磁電探測(cè)器由一薄片本征導(dǎo)體材料和一塊磁鐵組成。當(dāng)入射光子產(chǎn)生電子空穴對(duì)時(shí)，它們被外加磁場(chǎng)分開形成電動(dòng)勢(shì)。這類探測(cè)器不需要致冷，可響應(yīng)到7微米，時(shí)間常數(shù)也小。但由于其靈敏度較前兩種低，故目前應(yīng)用較少。

第41頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一知識(shí)鞏固光與物質(zhì)的作用實(shí)質(zhì)是光子與電子的作用，電子吸收光子的能量后，改變了電子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。由于物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和物理性能不同，以及光和物質(zhì)的作用條件不同，在光子作用下產(chǎn)生的載流子就有不同的規(guī)律，因而導(dǎo)致了不同的光電效應(yīng)。以下是屬于內(nèi)光電效應(yīng)的有（）。A、光電發(fā)射效應(yīng)B、光電導(dǎo)效應(yīng)C、光生伏特效應(yīng)D、光磁效應(yīng)BCD第42頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一二、探測(cè)器的主要特性參數(shù)

導(dǎo)引頭所用的探測(cè)器大部分都是光電導(dǎo)探測(cè)器和光生伏特探測(cè)器，由于它們都是光子探測(cè)器，所以又都稱為光敏元件。光敏元件有一系列根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要而制定的特性參數(shù)。用這些參數(shù)可以區(qū)別一個(gè)光敏元件在應(yīng)用中的優(yōu)劣。第43頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一1．電壓靈敏度

電壓靈敏度反映了光敏元件對(duì)入射輻射能的轉(zhuǎn)換能力。2．馳豫時(shí)間

馳豫時(shí)間是表征光敏元件對(duì)光照反映快慢的物理量，是進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)選用元件時(shí)必須考慮的重要參數(shù)。第44頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一矩形脈沖光照弛豫過程圖正弦光照弛豫過程圖第45頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一4．噪聲：

由以上的討論，我們知道，光照射到光敏元件上后，就會(huì)有一個(gè)有用的信號(hào)產(chǎn)生，但光敏元件工作時(shí)除了有用信號(hào)之外，還有噪聲存在。

5．噪聲等效功率于探測(cè)度：

光敏元件存在著噪聲，噪聲限制了光敏元件對(duì)微弱信號(hào)的探測(cè)能力。第46頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一三、紅外探測(cè)器的致冷1．致冷的必要性

目前性能較好的探測(cè)器均需要冷卻，致冷可以降低熱激發(fā)產(chǎn)生的載流子，從而降低探測(cè)器的噪聲；致冷在一定程度上也可減少禁帶寬度，從而加大載止波長(zhǎng)。第47頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一2．致冷的方法

目前對(duì)紅外探測(cè)器的致冷有多種方法，按照換熱方式，可大體分為:(1)利用低溫液體或氣體進(jìn)行對(duì)流換熱而致冷探測(cè)器。(2)利用固體傳導(dǎo)換熱而致冷探測(cè)器的固體致冷器。(3)利用輻射散熱而致冷的輻射致冷器。(4)利用珀?duì)栙N效應(yīng)而致冷的半導(dǎo)體致冷器。(5)其他。第48頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一光學(xué)調(diào)制與調(diào)制盤

一、對(duì)輻射能進(jìn)行調(diào)制的意義

來自目標(biāo)的紅外輻射能，一般是不能直接利用的因此就需要對(duì)光能進(jìn)行某種形式的調(diào)制，這種調(diào)制的類型要適合信號(hào)處理的有利型式。第49頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一

連續(xù)激光束需要斬光才能變成脈沖激光束，高溫物體的紅外輻射也需要調(diào)制成脈沖光才便于測(cè)量。為此，設(shè)計(jì)出了如圖3所示的調(diào)制盤，該調(diào)制盤的旋轉(zhuǎn)速度為2400轉(zhuǎn)/分，同時(shí)具有激光束斬光、紅外輻射調(diào)制這兩種功能。調(diào)制盤結(jié)簡(jiǎn)圖構(gòu)

第50頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一二、調(diào)制盤基本功用1．使恒穩(wěn)的光能轉(zhuǎn)變成交變的光能2．產(chǎn)生目標(biāo)所在空間位置的信號(hào)編碼

3．空間濾波——抑制背景的干擾

光的調(diào)制第51頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一

調(diào)制盤按調(diào)制方式來分類，可以分為調(diào)幅、調(diào)頻和脈沖編碼式調(diào)制盤。前兩種與電學(xué)上的調(diào)幅和調(diào)頻是一致的，即它們分別用調(diào)制信號(hào)幅度、頻率的變化來反映目標(biāo)的位置。脈沖編碼式調(diào)制盤是用一組組脈沖的頻率和相位來反映目標(biāo)的方位。三、調(diào)幅調(diào)制盤的工作原理及特性分析第52頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一

由于調(diào)幅式調(diào)制盤的信號(hào)處理系統(tǒng)較簡(jiǎn)單、可靠，其性能可以滿足導(dǎo)引系統(tǒng)的要求，因此在一些小型空空彈和地空彈上都采用了調(diào)幅式調(diào)制盤。第53頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一誤差信號(hào)處理電路框圖

紅外探測(cè)器輸出的電信號(hào)包含了目標(biāo)的位置信息，通常稱之為誤差信號(hào)。此誤差信號(hào)極其微弱，且為調(diào)制信號(hào)，因此必須經(jīng)過誤差信號(hào)處理電路進(jìn)行放大、解調(diào)等處理以后，方可形成控制陀螺跟蹤目標(biāo)的進(jìn)動(dòng)電流及輸給自動(dòng)駕駛儀的控制信號(hào)以操縱導(dǎo)彈飛行。第54頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一紅外傳感器工作原理紅外線光電傳感器第55頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一

民用

廣泛用于夜間監(jiān)視、醫(yī)學(xué)和生物學(xué)、警務(wù)、安全防范、激光束探測(cè)、辨認(rèn)防偽標(biāo)志、工業(yè)溫度監(jiān)視等。紅外探測(cè)器的應(yīng)用第56頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一醫(yī)學(xué)第57頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一古畫辨認(rèn)第58頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一民航第59頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一激光束探測(cè)第60頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一軍用

在精確武器紅外制導(dǎo)、偵察、便攜式武器、戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視、夜間目標(biāo)識(shí)別等領(lǐng)域有很大的應(yīng)用。第61頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一紅外目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)一、跟蹤系統(tǒng)的功用

跟蹤系統(tǒng)用來對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤。當(dāng)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)時(shí)，便出現(xiàn)了目標(biāo)相對(duì)于系統(tǒng)測(cè)量基準(zhǔn)的偏離量，系統(tǒng)測(cè)量元件測(cè)量出目標(biāo)的相對(duì)偏離量，并輸出相應(yīng)的誤差信號(hào)送入跟蹤機(jī)構(gòu)，跟蹤機(jī)構(gòu)便驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的測(cè)量元件向目標(biāo)方向運(yùn)動(dòng)，消除其相對(duì)偏離量，使測(cè)量基準(zhǔn)對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的跟蹤。第62頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一

紅外跟蹤系統(tǒng)可以對(duì)點(diǎn)源目標(biāo)和擴(kuò)展源目標(biāo)進(jìn)行跟蹤。紅外跟蹤系統(tǒng)與測(cè)角機(jī)構(gòu)組合在一起，便組成紅外方位儀。紅外跟蹤系統(tǒng)在導(dǎo)彈的制導(dǎo)系統(tǒng)中應(yīng)用越來越廣泛。紅外跟蹤系統(tǒng)在導(dǎo)彈的制導(dǎo)系統(tǒng)中應(yīng)用越來越廣泛。紅外制導(dǎo)最早應(yīng)用于空空導(dǎo)彈，近三十年來在技術(shù)上不斷改進(jìn).第63頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一美國(guó)的AIM-9薩姆-7

目前已出現(xiàn)了以美國(guó)的AIM－９L,法國(guó)的R550等為代表的典型格斗導(dǎo)彈,紅外地空導(dǎo)彈，如蘇聯(lián)的薩姆-7、美國(guó)的針刺型.第64頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一美國(guó)導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星

紅外跟蹤還可用于預(yù)警探測(cè)裝置中，如七十年代后開始出現(xiàn)的預(yù)警衛(wèi)星。預(yù)警裝置中的紅外跟蹤系統(tǒng)，可對(duì)入侵的飛機(jī)和彈道導(dǎo)彈進(jìn)行捕獲和跟蹤，對(duì)其他測(cè)量系統(tǒng)和測(cè)距系統(tǒng)實(shí)施引導(dǎo)，從而測(cè)量飛行目標(biāo)的相對(duì)位置和飛行軌跡。第65頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一“幼畜”(Maverick)AGM-65空地導(dǎo)彈

以美國(guó)幼畜型為代表的空地導(dǎo)彈采用了紅外成象制導(dǎo)，它可在一定惡劣氣候下晝夜使用。第66頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一目標(biāo)識(shí)別第67頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一“庫(kù)爾斯克”號(hào)內(nèi)裝備先進(jìn)的“花崗巖”遠(yuǎn)程超音速反艦導(dǎo)彈

紅外制導(dǎo)第68頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一空對(duì)空導(dǎo)彈

第69頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一光電對(duì)抗第70頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一

了解資源分布、天文、土壤水分監(jiān)測(cè)、天氣預(yù)報(bào)，大氣成分分析、農(nóng)作物估產(chǎn)等方面有著重要的作用?？臻g遙感第71頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一風(fēng)云二號(hào)A星

紅外通道:10.5-12.56.2-7.6分辨率:5公里探測(cè)器:HgCdTe第72頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一第73頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一第74頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一1.被動(dòng)式人體移動(dòng)檢測(cè)儀第75頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一2.紅外測(cè)溫儀紅外測(cè)溫儀是利用熱輻射體在紅外波段的輻射通量來測(cè)量溫度的。當(dāng)物體的溫度低于1000℃時(shí)，它向外輻射的不再是可見光而是紅外光了，可用紅外探測(cè)器檢測(cè)其溫度。第76頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一

3.紅外線氣體分析儀紅外線氣體分析儀是根據(jù)氣體對(duì)紅外線具有選擇性的吸收的特性來對(duì)氣體成分進(jìn)行分析的。不同氣體其吸收波段（吸收帶）不同，從圖中可以看出，CO氣體對(duì)波長(zhǎng)為4.65μm附近的紅外線具有很強(qiáng)的吸收能力，CO2氣體則發(fā)生在2.78μm和4.26μm附近以及波長(zhǎng)大于13μm的范圍對(duì)紅外線有較強(qiáng)的吸收能力。如分析CO氣體，則可以利用4.26μm附近的吸收波段進(jìn)行分析。第77頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一圖11.6幾種氣體對(duì)紅外線的透射光譜第78頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一保護(hù)觀察野生動(dòng)物利用紅外觸發(fā)相機(jī)陷阱調(diào)查技術(shù)

監(jiān)測(cè)大中型獸類第79頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一相機(jī)陷阱裝置工作原理第80頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一相機(jī)陷阱調(diào)查技術(shù)的應(yīng)用特定物種有/無的調(diào)查區(qū)域獸類普查特定物種種群密度調(diào)查（依賴個(gè)體識(shí)別，多用于貓科動(dòng)物）第81頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一相機(jī)陷阱調(diào)查技術(shù)的優(yōu)勢(shì)1根據(jù)照片對(duì)動(dòng)物進(jìn)行鑒定極為準(zhǔn)確，避免了野外直接調(diào)查中調(diào)查人員水平、經(jīng)驗(yàn)不足帶來的誤判問題；第82頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一“眼見為實(shí)”，拍攝的結(jié)果具有極強(qiáng)的說服力；相機(jī)陷阱調(diào)查技術(shù)的優(yōu)勢(shì)22002年1月25日，在中國(guó)吉林省琿春自然保護(hù)區(qū)內(nèi)，由WCS捐贈(zèng)的相機(jī)陷阱裝置拍攝到一只正在取食獵物的東北虎。這是在中國(guó)拍攝到的第一張野生東北虎照片，為中國(guó)東北地區(qū)有東北虎的活動(dòng)提供了最強(qiáng)有力的證據(jù)。第83頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一相機(jī)陷阱調(diào)查技術(shù)的優(yōu)勢(shì)3相機(jī)24小時(shí)持續(xù)工作，可以記錄到大量主要在夜間或晨昏活動(dòng)、平時(shí)不易被人觀察到的動(dòng)物；尤其是對(duì)于行蹤隱秘的食肉類動(dòng)物等，相機(jī)陷阱調(diào)查是一項(xiàng)極為有效的方法；第84頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一相機(jī)陷阱調(diào)查技術(shù)的優(yōu)勢(shì)4調(diào)查的過程中對(duì)野生動(dòng)物的正?；顒?dòng)幾乎不產(chǎn)生影響，更不會(huì)對(duì)其造成傷害，這對(duì)于一些珍稀野生動(dòng)物的調(diào)查、研究來說格外重要；

第85頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一相機(jī)陷阱調(diào)查技術(shù)的優(yōu)勢(shì)6▲相機(jī)陷阱調(diào)查獲得大量野生動(dòng)物圖片資料，可用于社區(qū)教育與公眾教育，吸引公眾對(duì)保護(hù)工作的關(guān)注與支持；

第86頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一Mammals,Birds,People&Others

獸類，鳥類，人員&其他第87頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一第88頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一第89頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一第90頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一第91頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一古今中外的戰(zhàn)場(chǎng)上，人們十分重視利用夜幕掩護(hù)，奪取白天難以取得的戰(zhàn)果。在朝鮮戰(zhàn)場(chǎng)上，美軍曾發(fā)出"太陽是我們的，月亮是中國(guó)人的"嘆息。然而，縱觀近期幾場(chǎng)局部戰(zhàn)爭(zhēng)，美軍卻幾乎全是從夜間發(fā)起的。正如海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中的美軍空戰(zhàn)主要指揮官、空軍少將格羅松說："永遠(yuǎn)不要忘記，海灣戰(zhàn)爭(zhēng)的開始、作戰(zhàn)和獲勝都是在夜間。"美軍從怯于夜戰(zhàn)到敢于夜戰(zhàn)，要?dú)w功于夜視技術(shù)。夜視技術(shù)是應(yīng)用光電探測(cè)和成像器材，將肉眼不可視目標(biāo)轉(zhuǎn)換（或增強(qiáng)）成可視影像的信息采集、處理和顯示技術(shù)。

在夜暗環(huán)境中存在著少量的自然光，如月光、星光、大氣輝光等，統(tǒng)統(tǒng)稱為夜天光。因?yàn)樗鼈兒吞柟獗绕饋硎治⑷酰杂纸凶饕刮⒐?。人眼視網(wǎng)膜的感光靈敏度不高，在微光條件下不能充分"曝光"。這是造成人們?cè)谝拱淡h(huán)境中不能正常觀察的一個(gè)原因。夜暗環(huán)境中，除了有微光存在外，還有大量的紅外光。世界上一切物體每時(shí)每刻都在向外發(fā)射紅外線，所以無論白天黑夜，空間都充滿了紅外線。但紅外線不論強(qiáng)弱，人們都不能看到。

第92頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一夜視器材就是利用微光和紅外線這兩個(gè)條件，把來自目標(biāo)的人眼看不見的光（微光或紅外光）信號(hào)轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)，然后再把電信號(hào)放大，并把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成人眼可見的光信號(hào)。這種光-電-光的兩次轉(zhuǎn)換乃是一切夜視器材實(shí)現(xiàn)夜間觀察的共同途徑。

1934年，荷蘭的霍爾斯特等人制成第一只近貼式紅外變像管，樹立起了人類沖破夜暗的第一塊里程碑。隨著夜視技術(shù)的不斷進(jìn)展，品種不斷增多，目前主要有：

主動(dòng)式紅外夜視儀目前發(fā)展較成熟，造價(jià)低廉，而且由于自身攜帶紅外光源，所以受環(huán)境照明條件的影響較小，觀察效果比較好。觀察實(shí)用距離一般300米左右，主要用于近距離偵察與搜索、短射程武器的夜間瞄準(zhǔn)和各種車輛的夜間駕駛。缺點(diǎn)主要是容易暴露。因?yàn)榧t外探照燈發(fā)射的紅外光束雖不能被肉眼察覺，但能被對(duì)方用儀器探測(cè)到。

第93頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一

微光夜視儀和主動(dòng)紅外夜視儀相比，微光夜視儀體積小、重量輕，而且由于工作方式是被動(dòng)的，使用起來安全可靠，不易暴露。其作用距離同環(huán)境照明條件及天氣有關(guān)，在星光條件下，可以觀察到800米距離上的人員和1．5千米距離上的車輛。但它作用距離與觀察效果受到氣象影響很大，雨、霧天均不能正常工作，如果一點(diǎn)光線都沒有則完全失效。

微光電視微光夜視儀是攝像后直接顯示的所謂直視式夜視儀。它只能供單人觀察，而且觀察者必須和儀器一起親臨現(xiàn)場(chǎng)，甚至還要對(duì)目標(biāo)直接進(jìn)行觀察。而軍事上有很多場(chǎng)合則要求能間接進(jìn)行觀察以及遠(yuǎn)距離傳輸圖像，因而發(fā)展了微光電視。微光電視的圖像清晰，視距遠(yuǎn)。在良好的天氣條件下，其攝像機(jī)的作用距離可超過10千米。微光電視還適用定向及定點(diǎn)觀察，在對(duì)敵固定目標(biāo)的監(jiān)視以及對(duì)我方重要目標(biāo)的警戒和安全保衛(wèi)工作中，都發(fā)揮重要作用。不過由于其體積大、笨重，耗電多，操作、維修復(fù)雜，而且對(duì)自然環(huán)境照明條件及天氣條件的依賴性大，使其應(yīng)用范圍受到了一定限制。第94頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一夜視技術(shù)漫談（2）熱成像儀以上3種夜視器材都是利用目標(biāo)反射的光線成像的，而熱成像儀則靠接收目標(biāo)自身發(fā)射的紅外線成像，所顯示的圖像反映了目標(biāo)表面各個(gè)部位發(fā)射紅外線的強(qiáng)弱，發(fā)射紅外線的強(qiáng)弱又取決于該部位的溫度高低，故所顯示的圖像實(shí)質(zhì)上反映了目標(biāo)表面各個(gè)部分的溫差，因而叫熱成像儀。

由于熱成像儀工作方式是完全被動(dòng)的，不易被對(duì)方發(fā)現(xiàn)和干擾，同時(shí)由于熱輻射在大氣中的傳輸能力強(qiáng)，使熱成像儀無論白天黑夜都有透過霧、雨、雪進(jìn)行觀察的能力，尤其適合夜間觀察。熱成像儀的優(yōu)點(diǎn)還在于它可以探測(cè)到用其他手段所無法區(qū)別的