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来源:光虎
短波红外范围(0.9—1.7 um)敏感是由于InGaAs传感器的发展才于最近成为现实的。但是为什么要使用短波红外呢?
在夜里使用短波红外还有一个大的优点。被称为夜间天空辐亮度的大气现象所发出的光照度比星光强5至7倍,这种光照几乎都处在短波红外波长区。所以,有了短波红外相机,再加上这种常常被称为夜气辉的夜间光照度,我们便能够在无月光的夜间很清楚地“看到”目标,并通过网络共享这种图像,因为其他成像器件没法做到这一点。
但是,有没有可在短波红外范围工作的其他相机呢?有的,用碲镉汞(HgCdTe)或者锑化铟(InSb)之类材料制作的传感器在短波红外波段是非常灵敏的。然而,为了将它们的信噪比提高到有用的水平,人们必须以机械方式将这些相机冷却到极其低的温度。在设计用于监视和侦察的大型军用飞机上,冷却并不是一个问题,因为这些平台上有很大的空间和电力可以用来运行机械制冷系统。相比之下,InGaAs相机则可以在室温下达到同样的灵敏度。
本质上,InGaAs相机可以做得很小,使用极小的功率,却可以给出大的结果。InGaAs最初是用在电信业的,因为它对远程光线通信中所使用的光(波长通常为1550 纳米)是灵敏的。通过使用类似1.55 微米激光器或发光二极管的短波红外照明器,人们已经有可能照射一个只有用短波红外相机才能观察到的场景了。这种照明对人眼是安全的,它们的使用几乎不会受到限制。
热成像仪是另一类具有良好探测能力的摄像机。尽管热成像能够在冷背景下探测到温暖的物体,但是短波红外相机则能够实际辨认该物体是什么。那是因为热成像仪无法提供采用InGaAs短波红外焦平面阵列所能实现的分辨率和动态范围。
最后,短波红外成像有一个其他技术无可比拟的主要优点,即它能够透过玻璃进行成像。对于短波红外相机来说,特制的价格昂贵的透镜或者适应恶劣环境的外壳几乎是不必要的。这就使得它们可以用于各种各样的应用和产业。这种能力还允许短波红外相机安装在一个保护窗口内,当将相机系统固定在一种潜在平台上时,这将可以提供很大的灵活性。
所以,为何要使用短波红外呢?因为短波红外具有以下一些优点:
● 高灵敏度
● 高分辨率
● 能在夜空辉光下观测
● 昼夜成像
● 隐蔽照明
● 无需低温制冷
● 可采用常规的低成本可见光透镜
● 尺寸小
● 功率低
【来源:中科院科普文章】
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