熱紅外
材料成像通常是指3~5um的中紅外(MWIR)成像和8~10um的遠(yuǎn)紅外(LWIR)成像。在這些波段中,關(guān)注的是熱源,而不是可見光。熱紅外成像有許多不同應(yīng)用,如非破壞性測(cè)試、紅外照相機(jī)可以拍攝設(shè)備的過(guò)熱點(diǎn)或者建筑物熱量流失位置、在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域可測(cè)局部體表溫度的差異、在快速查找核電廠冷卻
系統(tǒng)的熱泄,以及安全防護(hù)等。
qr$h51C& 可見光系統(tǒng)有許多玻璃類型可以使用,但只有極其有限的材料可以有效地用于MWIR和LWIR波段。圖18.107給出了比較常用的紅外透射材料的透過(guò)率圖。這些數(shù)據(jù)包括表面的反射損失,因此,在應(yīng)用高效增透膜后會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)高的透射比。只有極其有限的玻璃材料類型可有效地用于MWIR和LWIR波段。表18.9中列出了比較常用的常用熱紅外
光學(xué)材料及它們的主要特性。阿貝常數(shù)V的定義為 (n1λ-1)/(n1λ-nHλ),式中, nCλ 為中心
波長(zhǎng)的折射率,n1λ為短波長(zhǎng)折射率,nHλ為長(zhǎng)波長(zhǎng)折射率。
Nuc;Y ,\fp.K< 常用熱紅外紅外材料有以下幾種:
q4y P\B <'y}y}% (1)鍺材料:
H$D),s
gv 2Dc2uU@`r 鍺材料有兩個(gè)很重要的
參數(shù):折射率和dn/dt 。鍺的折射率略大于4.0,這意味著淺曲面是合理的,易于降低相差,對(duì)設(shè)計(jì)是有利的。參數(shù)dn/dt是折射率歲溫度的變化。鍺的dn/dt是0.000369C。這是一個(gè)很大的值,普通玻璃的 dn/dt=0.000360C。這會(huì)引起隨溫度變化的大的焦移,通常需要某種無(wú)熱化技術(shù)(焦點(diǎn)相對(duì)溫度進(jìn)行補(bǔ)償)。鍺是最普通的紅外材料,可用于LWIR波段和MWIR波段。在LWIR波段,它是消色差雙
透鏡中的“冕牌”或正透鏡;在MWIR中,它是消色差雙透鏡中的“火石”或負(fù)透鏡。這是源于其在兩個(gè)波段中色散特性的差異。在MWIR波段,鍺很接近它的低吸收波段,因此它的折射率變化很快,進(jìn)而導(dǎo)致較大的色散。這使它適宜作為消色差雙透鏡中的負(fù)光焦度元件。
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