第一章红外物理基础ppt课件
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中红外/中波红 外
远红外/长波红 外/热红外
极远红外
NIR/SWIR MIR/MWIR FIR/LWIR/TIR XIR
0.75～3 3～6 6～15
15～1000
.
➢红外大气窗口：大气对红外辐射基本是透明的
1～3微米﹑3～5微米﹑8～15微米
红外大气窗口
.
3.根据红外辐射产生的机理进行划分：
近红外区：0.75～2.5微米，对应于原子能级之间的 跃迁和分子振动泛频区的振动光谱带
SPIE “INFRARED TECHNOLOGY AND APPLICATIONS”国际会议
.
主要内容
➢ 第一章 红外物理基础 ➢ 第二章 红外探测器 ➢ 第三章 红外探测器的参数测试 ➢ 第四章 微光探测技术 ➢ 第五章 制冷技术 ➢ 第六章 红外与微光技术应用
.
第一章 红外物理基础
1.1 红外线的发现与本质 1.2 电磁波谱 1.3 红外辐射源
陈永甫编著，《红外辐射、红外器件与典型应用》，电子 工业出版社，2004年
张敬贤等，《微光与红外成像技术》，北京理工大学出版 社，1995年
A.R.杰哈著，《红外技术应用》，化工出版社，2004年
.
其他：
– 《红外探测器》 – 《红外电子学》 – 《红外光学系统》 – 《红外光谱》 – 《红外技术实验与方法》 – 《红外系统》
.
➢学习本课程的意义
拓宽知识面 将理论知识用于实践，融会贯通，提高解决实际
问题的能力 了解红外与微光技术实际应用水平和最新发展动
态 为以后的工作和科研提供参考
.
➢主要参考书目
吴宗凡等，《红外与微光技术》，国防工业出版社，1998 年
张建奇等，《红外物理》，西安电子科技大学出版社， 2004年
➢医学
皮肤温度测量，癌症早期探查，远距离生物传感 器，初期脑溢血的早期诊断，测定静脉堵塞的部 位，研究动物的夜间习性，监视愈合过程等
.
科学研究
卫星探测 天体温度测量 气象情况的遥测 植物中热交换的研究 地球和星星大气成分的测定 其他行星上的植被或生命的探测 研究火山，侦察海面浮冰，石油勘探， 伪造品的探测，宝石鉴定，探测患病的农作物
.
2. 红外线的本质
一切温度高于绝对零度的物体（有生命和 无生命）的物体时时刻刻都在不停的辐射 红外线
红外线无处不在
.
3.红外线的主要效应
红外线的热效应
红外线的生物效应 医疗保健： 消炎﹑促进再生﹑免疫调节 不利影响： 波长0.8～1.2微米的短波红外，
造成“红外线白内障” 光电效应等
.
• Elements of infrared technology, generation,transmission, and detection, Paul W. Kruse, et al. John Wiley & Sons, 1962
• Infrared optoelectronics, device and applications, William Nunley, et al., Marcel Dekker, 1987
• Irving J. SpΒιβλιοθήκη Baiduro, Monroe Schlessinger, Infrared technology fundamentals, MARCEL DEKKER,INC., 1989
• A. R. JHA, Infrared Technology, Applications to Electrooptics, Photonic Devices, and Sensors， 2000
1.3.1 基本定律 1.3.2 红外辐射源的分类 1.3.3 自然源 1.3.4 标准源 1.3.5 人造源
1.4红外系统 .
1.1红外线的发现与本质
1. 1800年，英国天文学 家 Herschel 用棱镜将太 阳光色散，并利用灵敏的 温度计进行探测，发现在 红光外测温度计温度比红 光区域高。 证明了红外线的存在。
中红外区：2.5～25微米，对应分子转动能级和振动 能级之间的跃迁
.
1.2 电磁波谱
.
1.电磁波的分类
• Gamma 射线： • X射线： • 紫外线： • 可见光: 0.38～0.75微米 • 红外线： 0.75～1000微米 • 微波： • 射频：
.
2. 红外辐射的光谱划分
• 根据红外辐射在地球大气层中的传输特性划分：
名称
英文缩写
波长范围（微米）
近红外/短波红 外
• Semiconductor quantum wells and superlattices for longwavelength infrared detectors, M. O. Marasreh, Artech house, 1993.
• Intrsubband infrared photodetectors, V. Ryzhii, World Scientific, 2003
• Comman sense approach to thermal imaging, Gerald C. Holst, JCD, SPIE, 2000. .
• Maldague, Xavier P. V., Theory and practice of infrared technology for nondestructive testing, John Wliley & Sons, 2001
红外与微光技术
张艳
电子科技大学 光电信息学院
.
➢课程特点
知识面广 红外物理﹑工程光学﹑半导体物理﹑图像处理， 检测技术等。
应用广泛 军事领域 民用领域 科学研究
.
军事领域
➢ 搜索﹑跟踪﹑测距
导弹制导，导航和飞行控制，目标探测，入侵检测，飞机碰撞预警等
➢ 辐射测量
地形分析，毒气的探测，目标和背景的特性等
➢ 热成像
侦察和监视，热测绘，潜艇探测，导弹的地下发射阱、人员、车辆、武器野 营吹火以及战地营房的探测等
➢ 反射通量测量
夜间驾驶，冲锋枪的射击，入侵检测，伪装探测，基地保卫，停泊和着陆等
➢ 合作光源
地面通讯，红外系统对抗，无人驾驶飞机的指令联络
.
民用领域
➢工业
森林火灾探测，铁路车辆过热轴颈箱的探测，工 艺控制，探测晴空大气湍流，空气污染分析，环 境检测，非破坏性实验，车速探测等
远红外/长波红 外/热红外
极远红外
NIR/SWIR MIR/MWIR FIR/LWIR/TIR XIR
0.75～3 3～6 6～15
15～1000
.
➢红外大气窗口：大气对红外辐射基本是透明的
1～3微米﹑3～5微米﹑8～15微米
红外大气窗口
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3.根据红外辐射产生的机理进行划分：
近红外区：0.75～2.5微米，对应于原子能级之间的 跃迁和分子振动泛频区的振动光谱带
SPIE “INFRARED TECHNOLOGY AND APPLICATIONS”国际会议
.
主要内容
➢ 第一章 红外物理基础 ➢ 第二章 红外探测器 ➢ 第三章 红外探测器的参数测试 ➢ 第四章 微光探测技术 ➢ 第五章 制冷技术 ➢ 第六章 红外与微光技术应用
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第一章 红外物理基础
1.1 红外线的发现与本质 1.2 电磁波谱 1.3 红外辐射源
陈永甫编著，《红外辐射、红外器件与典型应用》，电子 工业出版社，2004年
张敬贤等，《微光与红外成像技术》，北京理工大学出版 社，1995年
A.R.杰哈著，《红外技术应用》，化工出版社，2004年
.
其他：
– 《红外探测器》 – 《红外电子学》 – 《红外光学系统》 – 《红外光谱》 – 《红外技术实验与方法》 – 《红外系统》
.
➢学习本课程的意义
拓宽知识面 将理论知识用于实践，融会贯通，提高解决实际
问题的能力 了解红外与微光技术实际应用水平和最新发展动
态 为以后的工作和科研提供参考
.
➢主要参考书目
吴宗凡等，《红外与微光技术》，国防工业出版社，1998 年
张建奇等，《红外物理》，西安电子科技大学出版社， 2004年
➢医学
皮肤温度测量，癌症早期探查，远距离生物传感 器，初期脑溢血的早期诊断，测定静脉堵塞的部 位，研究动物的夜间习性，监视愈合过程等
.
科学研究
卫星探测 天体温度测量 气象情况的遥测 植物中热交换的研究 地球和星星大气成分的测定 其他行星上的植被或生命的探测 研究火山，侦察海面浮冰，石油勘探， 伪造品的探测，宝石鉴定，探测患病的农作物
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2. 红外线的本质
一切温度高于绝对零度的物体（有生命和 无生命）的物体时时刻刻都在不停的辐射 红外线
红外线无处不在
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3.红外线的主要效应
红外线的热效应
红外线的生物效应 医疗保健： 消炎﹑促进再生﹑免疫调节 不利影响： 波长0.8～1.2微米的短波红外，
造成“红外线白内障” 光电效应等
.
• Elements of infrared technology, generation,transmission, and detection, Paul W. Kruse, et al. John Wiley & Sons, 1962
• Infrared optoelectronics, device and applications, William Nunley, et al., Marcel Dekker, 1987
• Irving J. SpΒιβλιοθήκη Baiduro, Monroe Schlessinger, Infrared technology fundamentals, MARCEL DEKKER,INC., 1989
• A. R. JHA, Infrared Technology, Applications to Electrooptics, Photonic Devices, and Sensors， 2000
1.3.1 基本定律 1.3.2 红外辐射源的分类 1.3.3 自然源 1.3.4 标准源 1.3.5 人造源
1.4红外系统 .
1.1红外线的发现与本质
1. 1800年，英国天文学 家 Herschel 用棱镜将太 阳光色散，并利用灵敏的 温度计进行探测，发现在 红光外测温度计温度比红 光区域高。 证明了红外线的存在。
中红外区：2.5～25微米，对应分子转动能级和振动 能级之间的跃迁
.
1.2 电磁波谱
.
1.电磁波的分类
• Gamma 射线： • X射线： • 紫外线： • 可见光: 0.38～0.75微米 • 红外线： 0.75～1000微米 • 微波： • 射频：
.
2. 红外辐射的光谱划分
• 根据红外辐射在地球大气层中的传输特性划分：
名称
英文缩写
波长范围（微米）
近红外/短波红 外
• Semiconductor quantum wells and superlattices for longwavelength infrared detectors, M. O. Marasreh, Artech house, 1993.
• Intrsubband infrared photodetectors, V. Ryzhii, World Scientific, 2003
• Comman sense approach to thermal imaging, Gerald C. Holst, JCD, SPIE, 2000. .
• Maldague, Xavier P. V., Theory and practice of infrared technology for nondestructive testing, John Wliley & Sons, 2001
红外与微光技术
张艳
电子科技大学 光电信息学院
.
➢课程特点
知识面广 红外物理﹑工程光学﹑半导体物理﹑图像处理， 检测技术等。
应用广泛 军事领域 民用领域 科学研究
.
军事领域
➢ 搜索﹑跟踪﹑测距
导弹制导，导航和飞行控制，目标探测，入侵检测，飞机碰撞预警等
➢ 辐射测量
地形分析，毒气的探测，目标和背景的特性等
➢ 热成像
侦察和监视，热测绘，潜艇探测，导弹的地下发射阱、人员、车辆、武器野 营吹火以及战地营房的探测等
➢ 反射通量测量
夜间驾驶，冲锋枪的射击，入侵检测，伪装探测，基地保卫，停泊和着陆等
➢ 合作光源
地面通讯，红外系统对抗，无人驾驶飞机的指令联络
.
民用领域
➢工业
森林火灾探测，铁路车辆过热轴颈箱的探测，工 艺控制，探测晴空大气湍流，空气污染分析，环 境检测，非破坏性实验，车速探测等