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2024-08-05 17:57 |
紅外攝像機(jī) | RP 系列激光分析設(shè)計軟件
紅外攝像機(jī)是對紅外光敏感的攝像機(jī)。適用于不同光譜區(qū)域的相機(jī)可供選擇，它們在性能（例如圖像分辨率、響應(yīng)度和幀速率）和應(yīng)用領(lǐng)域方面存在很大差異。在以下部分中，我們將區(qū)分近紅外攝像機(jī)和中波或長波紅外攝像機(jī)。 t.cplJF&Ue
大多數(shù)紅外熱像儀都具有二維圖像傳感器（有時稱為焦平面陣列），它通過某些電子接口（例如 USB、Camera Link 或 LAN 類型）傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。然而，一些特殊相機(jī)具有線傳感器，即只有一維圖像傳感器；這些通常用于對移動物體進(jìn)行連續(xù)成像，例如在生產(chǎn)線和激光掃描儀中。 AF@ C9s
紅外相機(jī)可能對可見光和紫外光敏感，也可能不敏感。通常，它們包括一個僅傳輸紅外光的濾光器，從而避免對不需要的波長敏感。 157X0&EX
彩色圖像不一定表示光譜信息! nMhc3t
通常，紅外相機(jī)不提供光譜信息，而僅提供其像素的強(qiáng)度值。例如，這與照相機(jī)形成對比。當(dāng)顯示來自紅外攝像機(jī)的彩色圖像時，這些圖像通常包含偽顏色，僅對強(qiáng)度值進(jìn)行編碼。然而，還有用于多光譜成像或高光譜成像的紅外相機(jī)，它們通常需要更復(fù)雜的設(shè)置，例如色散光學(xué)器件和線掃描儀。 ;>~iCF k]?
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近紅外相機(jī) %9j]N$.V
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用于可見光的常見 CCD 和 CMOS 圖像傳感器基于硅，它們對 1000 nm 至 1100 nm 之間的光學(xué)波長具有一定的靈敏度，但受到硅帶隙能量的限制。雖然這已經(jīng)是紅外線，但真正的紅外相機(jī)通常包含基于砷化銦鎵 (InGaAs) 的傳感器芯片，它大致在 900 nm 至 1700 nm 的波長范圍內(nèi)提供良好的響應(yīng)度。與硅基傳感器相比，它們的價格要高得多，并且通常提供較低的分辨率——通常在水平和垂直方向上只有幾百個像素，即總體遠(yuǎn)低于一百萬像素。 }^H_|;e1p
由于InGaAs的帶隙能量較小，只有在低溫下才能實現(xiàn)暗電流和噪聲方面的最佳性能；因此，諸如傳感器芯片等通常配備有熱電（Peltier）冷卻器。不幸的是，這大大增加了電力消耗，并且外殼通常需要在散熱方面進(jìn)行優(yōu)化，例如使用散熱片。 /W9=7&R0
所需的成像光學(xué)器件與可見光相機(jī)的光學(xué)器件沒有太大區(qū)別，因為不難找到在該波長范圍內(nèi)具有高透射率的光學(xué)玻璃。本質(zhì)上，只需要合適的減反射涂層和消色差透鏡。 'Gk|&^
近紅外相機(jī)通常用于檢查目的。例如，它們用于檢查半導(dǎo)體晶圓、太陽能電池和各種其他工業(yè)產(chǎn)品，也用于小麥和水果等農(nóng)產(chǎn)品的檢查。激光束分析儀是另一個例子。 yZ`\.GgC^&
近紅外攝像機(jī)還可以與一些紅外照明結(jié)合提供夜視功能。僅使用不可見照明光進(jìn)行監(jiān)視對于監(jiān)視目的可能是有益的，盡管這可能相對容易被檢測到。只要足夠長的曝光時間是可以接受的，此類相機(jī)就可以在相當(dāng)?shù)偷募t外光水平下工作。 6[cMPp x
對于室溫或低于室溫的熱成像，近紅外光譜范圍不適合；為此，需要中紅外相機(jī)（見下文），它可以記錄較低能量的光子。 GB#7w82
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中波和長波紅外相機(jī) Rh=h{O
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中紅外相機(jī)主要用于熱成像（熱成像）應(yīng)用，它可以響應(yīng)與熱輻射相關(guān)的更長的光學(xué)波長（有時遠(yuǎn)超過 10 μm）。例如，這樣就可以獲取建筑物的溫度圖，以便識別熱損失過多的位置；即使在熱排放量相當(dāng)?shù)偷亩緶囟鹊陀?0°C 的情況下，它也必須工作。除了被動紅外監(jiān)視和熱追蹤導(dǎo)彈等軍事應(yīng)用之外，還有一系列其他應(yīng)用，例如涉及醫(yī)療診斷、無損檢測、火災(zāi)探測、基于衛(wèi)星的天氣剖面監(jiān)測、空氣污染監(jiān)測和森林砍伐測繪。 *d=pK*g
特別感興趣的光譜區(qū)域是大約 3 至 5 μm（中波紅外窗口，MWIR）和 8 至 12 μm（長波窗口，LWIR）的大氣窗口。這里，大氣透射率相對較高，而在其他波長區(qū)域則存在較強(qiáng)的紅外吸收。 5q\]]
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