硫化铅红外探测器直流放大典型应用
现代光电信息技术的发展及应用
现代光电信息技术的发展及应用本页仅作为文档封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March现代光电信息技术的发展及应用光具有极快的速度、极大的频宽、极高的信息容量,在现代信息技术中得到了广泛的应用。
现代光电信息技术是光学技术、光电子技术、微电子技术,信息技术、光信息技术、计算机技术、图像处理技术等相互交叉、相互渗透和相互结合的产物,是多学科综合技术,它研究以光波为信息的载体,通过对光波实施控制、调制、传感、转换、存储、处理和显示等技术方法,获取所需要的信息,其研究内容包括光的辐射、传输、探测、光与物质的相互作用以及光电信息的转换、存储、处理与显示等众多领域。
现代光电信息技术具有如下特点:其一,有效延伸人眼的视觉功能,使其探测阈值达到光子探测的极限水平,而探测的光谱范围在长波方向达到了亚毫米波段,在短波限则延伸到紫外线、x射线、y射线乃至高能粒子;其二,以光为信息载体,结合计算机的研究成果,极大地提高了光电系统的响应速度、带宽和信息容量。
使超快速现象(核爆炸、火箭发射等)可以在纳秒(ns)、皮秒(ps)甚至飞秒(fs)量级得以记录,利用光网络的多台计算机传输和处理海量信息得以实现。
正是光电信息技术的上述两个重要的特点推动着信息科学技术的迅速发展。
一、光电信息技术的发展1.光电信息技术的发展简况1873年发现了硒的光电导性(内光电效应)1888年德国的H.R.赫兹观察到紫外线照在金属上时,能使金属发射带电粒子1890年P.勒纳通过对带电粒子电荷质量比的测定,证明它们是电子1900年,M.普朗克提出黑体辐射能量分布的普遍公式1929年,L.R.科勒制成银氧铯(Ag-O-Cs)光电阴极,出现了光电管1939年,苏联的V.K.兹沃雷金制成实用的光电倍增管20世纪30年代末,硫化铅(PbS)红外探测器问世40年代出现用半导体材料制成的温差型红外探测器和测辐射热计50年代中期,可见光波段的硫化镉(CdS)、硒化镉(CdSe)光敏电阻和短波红外硫化铅光电探测器投入使用20世纪60年代之后的几十年间,红外探测器及红外探测系统得到迅速发展2.光电子器件方面的发展简况光源和发光器件方面,最具里程碑意义的是20世纪60年代激光器的发明,近年来,激光已广泛用于通信、雷达、测距、定位、制导、遥感、工业生产和科学研究中,用以传递信息合各种测量与控制。
红外无线数据传输系统的设计与实现-毕业论文
摘要红外无线数据传输系统是一种利用红外线作为传输媒介的无线数据传输方式,它相对于无线电数据通信具有功耗低、价格便宜、低电磁干扰、高保密性等优点,目前发展迅猛,尤其是在近距离无线数据通信中得到广泛的运用.本文主要介绍基于51单片机的红外无线数据传输系统的原理.在硬件设计原理的介绍中,主要分析了系统中NE555数据调制电路、红外发射电路、红外接收电路、DS18B20温度传感器电路、单片机外围电路以及声光报警电路。
在系统软件设计的介绍中,我们主要分析单片机串口通信协议、控制温度传感器采集数据、对数据的编解码;而液晶显示部分软件则是为了具有更好的人机交互界面。
通过调试后,本系统基本达到预期要求,1、正确实现双机通信功能,在2400波特率下通信距离达到7米左右;2、具有在超时通信不畅的情况下进行报警提示功能;3、具有自动搜寻一帧数据起始位的功能,这样可以有效防止外界的干扰;4、通过串口可以与PC机实现正确通信,可以作为计算机的红外无线终端,完成数据的上传和下放.因此本系统具有广阔的实用价值。
关键词:AT89S52单片机;数据采集;红外通信;调制解调;串口通信AbstractInfrared wireless data transmission system is a wireless data transfer method that uses infrared as a transmission medium, Compared with the radio data communication,it has many advantages in power consumption, Production costs,electromagnetic interference,and the confidentiality. At present,this technology is developing rapidly,In particular, It is widely used in short—range wireless data communications,In this paper,we are introduced infrared wireless data transmission system’s theory that based on the single—chip microcomputer 51. In the hardware design principle introduction,We mainly analysis the system's data modulation circuit of NE555, infrared transmitter,IR receiver circuit, DS18B20 temperature sensor circuit,microcontroller peripheral circuits, as well as sound and light alarm circuit。
硫化铅探测器
硫化铅探测器
∙产品型号:DPbS
∙参考价格:面议
∙厂商性质:生产商
∙样本下载:[下载]
∙品牌:ZOLIX
∙产地:北京
∙3I 指数:723
∙典型用户:0
详细信息
仪器简介:
■ 硫化铅探测器(PbS)
———常温型红外探测器,波长范围:0.8-3.2μm
主要特点:
■ 硫化铅探测器(PbS)
———常温型红外探测器,波长范围:0.8-3.2μm
DPbS2900/3200两种型号,两种探测器室的外观相同(内带前置放大器),其中:◆ DPbS2900内装进口硫化铅探测器(光谱响应度曲线参考图1)
◆ DPbS3200内装国产硫化铅探测器(光谱响应度曲线参考图2)
硫化铅探测器使用建议:
● DPbS2900和DPbS3200硫化铅探测器为光导型红外探测器,使用时必须配合锁相放大器,推荐使用SR830型(Page98)或Model 420型(Page97);
● DPbS2900和DPbS3200硫化铅探测器集成了前置放大器,输出信号模式为电压模式,在与DCS103或DCS300PA数据采集系统(Page95)配合使用时,需要选择电压信号采样模式。
硫化铅pn结制备
硫化铅pn结制备引言硫化铅是一种重要的光电材料,具有优异的光电性能和应用潜力。
硫化铅pn结是一种常用的电子器件结构,可用于太阳能电池、光电探测器等领域。
本文将详细介绍硫化铅pn结的制备方法和相关研究进展。
硫化铅的性质和应用硫化铅(PbS)是一种黑色晶体,属于半导体材料。
由于其具有较小的带隙能量(0.4 - 0.6 eV),硫化铅可以吸收可见光和红外光,具有优异的光电转换性能。
硫化铅广泛应用于光电器件制造、太阳能电池、光电探测、红外传感等领域。
pn结的基本原理pn结是由n型半导体和p型半导体结合而成的电子器件结构。
在pn结中,n区和p区之间形成p-n结垒,产生空间电荷区,当给予外电压时,pn结会呈现正向偏置和反向偏置的不同特性。
pn结具有整流、放大、开关和发光等功能,被广泛应用于电子技术领域。
pn结的制备方法1.气相沉积法:在高温环境下,通过将有机金属化合物蒸发在衬底上,使其分解反应生成n型或p型半导体材料,然后通过控制条件使其结合形成pn结。
2.溶液法:通过将金属盐或有机金属溶解在溶剂中,然后通过化学反应生成n型或p型半导体的前驱体,最后通过退火等工艺将其转化为硫化铅薄膜并形成pn结。
3.分子束外延法:通过分子束外延技术在衬底上逐层生长硫化铅材料,控制外延过程中的功率、时间和物质流量,形成硫化铅pn结。
pn结的特性和应用1.整流特性:在正向偏置下,pn结允许电流通过,而在反向偏置下,pn结会阻断电流。
这种特性使得pn结可以用于整流电路的设计。
2.发光特性:当注入正向偏置电流时,pn结中的电子与空穴复合,产生光子从而发光。
这种发光特性使得pn结可以用于LED(发光二极管)的制造。
3.太阳能电池:pn结是太阳能电池的重要组成部分。
当光线照射到太阳能电池上时,通过pn结的光电转换效应,将光能转化为电能。
硫化铅pn结的制备方法有机金属沉积法1.准备衬底:选择适合的衬底材料,如石英玻璃、硅片等。
2.清洗衬底:使用溶剂清洗衬底表面,去除表面的杂质和污染物。
红外传感器的基本原理
红外传感器的基本原理
红外传感器的基本原理:
①红外辐射属于电磁波谱一部分波长范围覆盖0.75至1000微米之间自然界中所有温度高于绝对零度物体都会发出红外线;
②红外传感器设计原理基于对这一不可见光谱段能量检测与转换利用半导体材料光电效应将接收到红外辐射转变为电信号输出;
③典型应用领域包括温度测量非接触式开关气体分析安防监控等领域通过感知环境中红外辐射变化实现自动化智能化控制;
④热释电型红外传感器依靠温度变化产生电动势工作时需保持器件自身温度恒定当外界红外辐射引起局部温升时产生电流;
⑤光电导型器件如硫化铅锑化铟等材料在红外光照射下导电率发生变化由此导致电路中电流或电压波动用于检测辐射强度;
⑥光伏型红外探测器内部形成PN结当入射红外光子能量大于等于禁带宽度时激发电子跃迁产生光生载流子形成短路电流;
⑦热敏电阻热电偶等基于温度敏感元件在受到红外辐射加热后电阻值或热电动势发生变化原理制成适用于低成本场合;
⑧集成电路形式将敏感元件信号处理放大电路集成于一体简化外部连接提高稳定性常见于消费电子产品中;
⑨应用实例中红外测温枪通过接收人体发射红外辐射计算出表面温度无需接触即可快速筛查发热个体适用于公共卫生防疫;
⑩红外遥控器与接收模块组合实现远距离无线控制家电设备利用编码调制技术发送指令序列由接收端解码执行对应操作;
⑪工业生产线上在线检测装置利用红外传感器监测产品表面温度变化判断固化程度调整工艺参数提高产品质量一致性;
⑫安防系统中被动红外探测器安装于门窗等易入侵位置监测是否有移动热源进入设定警戒区触发报警提醒注意安全。
芯片探测器
芯片探测器从1956年开始,以美国生产非制冷的硫化铅红外探测器(工作波段1~3µm)为导引的“响尾蛇”空空导弹为标志,红外探测器的军事应用进入了飞速发展阶段。
首先是对化铅探测器进行制冷,大大提高了探测灵敏度;相继又出现了锑化铟、碲镉汞等多种新材料、多响应元及不同排列方式(线列、面阵)等构成多品种的实用均红外探测器,冉加适当的光机电扫描获得红外图像信息,实现了全天时昼夜红外成像,于红外成像侦察、成像制导等贴片钽电容武器装备,可实时获取战场情报、对来袭目标告警,并大大提高武器打击精度,是带动现代战争模式变革的主要技术因素之一。
随着探测器像元规模的断扩大,需要的信号放大和处理电路(一般在非制冷环境)数量也越来越多,其引线数、体积、重量、耗电量、参数一敛性和可靠性等因素使得探测器像元不得不控制在一定的围内(一般在200元以下),严重制约了红外探测技术在武器装备的应用。
随着微电子集电路技术的发展,和红外探测器有机结合并不断完善,就诞生了红外焦平面探测器——红外探测阵列完成光电转换,再由和其良好电气耦合(且同处在低温环境)的集成电路完成信号传输、延时积分、存储、背景消除、自动增益控制等信号处理(统称为读出电路,ROIC),又称第二代红外焦平面探测器,技术先进国家20世纪90年代进入批量生产;而把原来的单元或多元器件称为一代红外探测器;目前正在研发的红外焦平面阵列规模更大(百万像素以上、像元面积更小、探测灵敏度更高、均匀性更好)、信号处理能力更强(智能化)、工作T491D336K010AT温度更高(120~180K)、双色(短波红外+中波红外、短波红外+长波红外、中波红外长波红外等)或多色(包括紫外和可见光)复合的新型器件称为第三代红外焦平面探测器。
红外焦平面阵列芯片有单片式和混合式。
PtSiCCD红外焦平面阵列是红外探测单元列阵集成在硅材料衬底片上的单片式芯片,红外探测单元为肖特基势垒结构,响应波段1~5µm,在3~5µm的量子效率不大于1%,峰值探测率D*在1010cmHz1/2/W量级。
红外制导的发展趋势及其关键技术
红外制导的发展趋势及其关键技术赵超1,(1.中国航天科工集团第35研究所,北京100013;杨号22.海军驻阎良地区航空军事代表室,西安710089)摘要:在各种精确制导体制中,红外制导因其制导精度高、抗干扰能力强、隐蔽性好、效费比高等优点,在现代武器装备发展中占据着重要地位,综述了红外制导系统的发展历程、现状特点、未来趋势,为红外制导技术的研究开发提供有益参考。
首先介绍了红外制导系统的工作原理和发展历程,然后从现代作战需求出发分析了当前红外制导系统的7个发展方向,最后从探测器件、信息处理、结构设计、干扰对抗等方面分析了未来红外制导系统发展中所面临的5种关键技术等。
关键词:精确制导;红外制导;非制冷红外;红外成像;复合制导中图分类号:V448.13 文献标识码:AA survey on development trends and key technologiesof infrared guidance systemsZHAO Cha01,YANG Had(1.No.35 Institute ofCaSlC,蜥100013,Ol/na;2.NavyA蒯M///tary啪筋∞/nYan//angArea,Xi’帆710089,Odna)Abstract: Among many kind of precise guidance systems.IR guidance system is playing a n10re and moreimportant rule in modem weapon system since it has the characteristics of hi曲precision,strong anti—interfer—ence capability and good benefit-cost ratio.The paper gives a brief survey on IR guidance system and tech—niques,involving its evolution history,developing trends,and critical techniques.First of all,working principlesand developing process of IR guidance system are explained.Then,the developing trends of modem IR guid—ance system are analyzed based on operational requirements.Finally。
硫化铅红外探测器原理
硫化铅红外探测器原理小伙伴们!今天咱们来唠唠硫化铅红外探测器这个超酷的东西。
你知道吗?硫化铅这玩意儿可神奇了呢。
红外探测器嘛,就是专门用来探测红外线的。
那红外线又是啥呢?红外线就像是一种我们眼睛看不到的神秘光线,但是它却到处都有。
就像有好多小精灵在我们周围飞舞,我们看不到它们,但是红外探测器就能发现它们。
从微观的角度来看呢,硫化铅的晶体结构就像是一个小房子,电子就在这个小房子里住着。
红外线的能量就像一阵风,吹进了这个小房子。
电子吸收了红外线的能量之后,就像小朋友吃了糖一样,变得精力充沛。
于是呢,电子就会从原来的能量状态跳到一个更高的能量状态。
这个过程就改变了硫化铅的电学性质哦。
你可以想象一下,硫化铅本来是一个很安静的小村落,电子们过着平静的生活。
红外线一来,就像是来了一群外乡人,带来了新鲜的东西,整个小村落就开始热闹起来啦。
这种电学性质的改变呢,我们就可以检测到啦。
就好像是硫化铅给我们发了一个小信号,告诉我们:“有红外线来啦!”我们通过一些特殊的电路设备,就能够把这个信号放大,然后知道有红外线存在,还能知道红外线的强度之类的信息呢。
再从能带理论的角度来说说吧。
硫化铅有自己的能带结构,就像有不同的楼层一样。
电子本来在比较低的楼层活动,红外线一来,就像给电子搭了个小梯子,电子就顺着梯子爬到更高的楼层去了。
这个时候,在能带结构里就出现了新的情况,这种情况就可以被我们用来探测红外线啦。
而且呀,硫化铅红外探测器在很多地方都大显身手呢。
比如说在军事上,晚上黑乎乎的,敌人可能觉得很安全,但是我们的硫化铅红外探测器就能发现他们身上散发的红外线,就像给我们的战士们装上了一双超级眼睛。
在工业上呢,也可以用来检测一些设备是不是过热啦,因为过热的设备会发出比较强的红外线,硫化铅红外探测器就能及时发现这个问题,就像一个小卫士一样守护着设备的安全。
总之呢,硫化铅红外探测器的原理虽然听起来有点复杂,但是只要我们想象成那些可爱的小电子在硫化铅这个小世界里因为红外线的到来而发生的有趣变化,就觉得还挺好玩的呢。
光敏电阻器的特性和应用
光敏电阻器的特性和应用站长2006-4-2 15:05:30光敏电阻是采用半导体材料制作,利用内光电效应工作的光电元件。
它在光线的作用下其阻值往往变小,这种现象称为光导效应,因此,光敏电阻又称光导管。
用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。
通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极,然后接出引线,封装在具有透光镜的密封壳体内,以免受潮影响其灵敏度。
光敏电阻的原理结构如图所示。
在黑暗环境里,它的电阻值很高,当受到光照时,只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度,则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带,并在价带中产生一个带正电荷的空穴,这种由光照产生的电子—空穴对增加了半导体材料中载流子的数目,使其电阻率变小,从而造成光敏电阻阻值下降。
光照愈强,阻值愈低。
入射光消失后,由光子激发产生的电子—空穴对将逐渐复合,光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值。
在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压,其中便有电流通过,受到适当波长的光线照射时,电流就会随光强的增加而变大,从而实现光电转换。
光敏电阻没有极性,纯粹是一个电阻器件,使用时既可加直流电压,也可以加交流电压。
基本特性及其主要参数1、暗电阻、亮电阻光敏电阻在室温和全暗条件下测得的稳定电阻值称为暗电阻,或暗阻。
此时流过的电流称为暗电流。
例如MG41-21型光敏电阻暗阻大于等于0.1M。
光敏电阻在室温和一定光照条件下测得的稳定电阻值称为亮电阻或亮阻。
此时流过的电流称为亮电流。
MG41-21型光敏电阻亮阻小于等于1k。
亮电流与暗电流之差称为光电流。
显然,光敏电阻的暗阻越大越好,而亮阻越小越好,也就是说暗电流要小,亮电流要大,这样光敏电阻的灵敏度就高。
2、伏安特性在一定照度下,光敏电阻两端所加的电压与流过光敏电阻的电流之间的关系,称为伏安特性。
由图2.6.2可知,光敏电阻伏安特性近似直线,而且没有饱和现象。
受耗散功率的限制,在使用时,光敏电阻两端的电压不能超过最高工作电压,图中虚线为允许功耗曲线,由此可确定光敏电阻正常工作电压。
气相闪蒸纳米硫化铅的表征及其短波红外探测的应用
第36卷,增刊红外与激光工程2007年6月
气相闪蒸纳米硫化铅的表征及其短波红外探测的应用
司俊杰,陈湘伟,陈凤金,司阿利,黄战利,张庆军,万海林
(中国空空导弹研究院光电器件研究所,河南洛阳471009)
摘要:用气相闪蒸法制备了纳米Pbs薄膜。
通过在舡气氛下闪蒸P bs粉末,实现了纳米级PbS 颗粒淀积,Pbs纳米颗粒大小可以通过改变A r气压来控制,所得颗粒直径在5~20衄之间。
透射率谱清晰表明纳米pbs薄膜的吸收带边随纳米颗粒直径减小而兰移。
P bs纳米颗粒的x射线衍射结果和透射电镜形貌观测结果相一致。
分析了纳米Pbs颗粒的尺寸分布,探讨了将此类纳米P bS薄膜应用于短波红外探测的可能性。
关键词:PbS;纳米颗粒;短波红外探测器;气相蒸发;闪蒸。
红外测温技术 毕业论文
目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1。
1 课题研究的目的和意义 (1)1.2 红外测温技术的发展概况 (1)第二章红外测温仪的测温原理 (4)2。
1 红外测温的基础理论 (4)2。
2 红外测温传感器的测温特点 (7)2。
3 本章小结 (8)第三章总体方案设计和选择 (9)3。
1 设计方案分析 (9)3.2 方案的选择 (10)3。
3 总体方案设计 (13)3.4 本章小结 (13)第四章系统硬件设计 (14)4.1 单片机处理模块 (14)4.2 红外测温模块 (18)4。
3 电源模块 (20)4。
4 报警模块 (21)4.5 LCD显示模块 (22)第五章系统软件设计 (25)5。
1 主程序模块设计 (25)5。
2 红外测温程序模块 (27)5.3 LCD显示程序模块 (28)第六章系统调试与分析 (30)6。
1 红外测温系统调试和分析 (30)6.2 本章小结 (33)第七章总结与展望 (34)致谢 (36)参考文献 (37)附录一:设计总体电路图 (38)附录二:实物连接图 (39)附录三:PCB图 (40)附录四:元器件清单 (41)附录五:程序编写 (42)摘要在医学中,体温是一个人重要的生理参数,是人体生命活动的基本特征,也是观测人体机能是否正常运行的重要指标之一。
所以,体温计是日常生活中和医学上必不可缺的测温器具。
随着科技的进步,社会的发展,经过人们不懈的努力研究,终于研制出了一种新型的测温技术-—红外测温.这是一项新型的测温技术,它是根据人体发出的特定波段的红外线来测量人体温度的。
我们知道,传统的水银式体温计时根据液体的热胀冷缩性质来测量人体温度的。
虽然价格便宜,但是准确度低、测量时间长、容易破碎和污染环境。
然而,红外测温仪正好解决了水银体温计的弊端,它不仅测量准确、速度快,而且还能实现大规模的人体测量.所以,红外测温仪也被应用于疾病疫情的检疫中,而且发挥了重要的作用。
红外技术在军事上的应用
红外技术在军事中的应用
1982年4月─6月,英国和阿根廷之间爆发马尔维 纳斯群岛战争。4月13日半夜,英军攻击承军据 守的最大据点斯坦利港。3000名英军布设的雷区 ,突然出现在阿军防线前。英国的所有枪支、火 炮都配备了红外夜视仪,能够在黑夜中清楚地发 现阿军目标。而阿军却缺少夜视仪,不能发现英 军,只有被动挨打的份。在英军火力准确的打击 下,阿军支持不住,英军趁机发起冲锋。到黎明 时,英军已占领了阿军防线上的几个主要制高点 ,阿军完全处于英军的火力控制下。6月14日晚9 时,14 000名阿军不得不向英军投降。英军领先 红外夜视器材赢得了一场兵力悬殊的战斗。
速度(如0.5秒),以确保红外诱饵弹能及时在导弹导引头视场内出
现。(3)要求有一定的燃烧持续时间(如4秒左右),以确保载机能够
脱离敌导弹导引头视场。
红外技术在军事中的应用
红外制导
50年代中期,美、英、法等国相继研制成功“响尾蛇”、“火光 ”和“马特拉”等第一代红外制导的空空战术导弹。
导弹 的红外导引头采用非致冷硫化铅探测器,工作波段1~3微米 。它只能对敌机作尾追攻击,易受阳光干扰。随着红外技术的发 展,红外制导系统日益完善。60年代以后,在三个大气窗口都相 继有了可供实用的红外系统,攻击方式从尾追发展到全向攻击, 制导方式也有了全红外制导(点源制导和成像制导)和复合制导( 红外/电视、红外/无线电指令、红外/雷达)。
烟火炬型红外诱饵弹应用较广。该弹主装药是一个具有高辐射强
度的红外烟火炬。红外烟火剂一般由可燃物、氧化剂、辐射物质
红外探测原理及其应用
1800年,英国物理学家F.W.赫胥尔从热的观点来研究各种色光时,发现了 一种看不见的“热线”,由于这种“热线”出现于红光的外侧,因此人们 称之为红外线,也叫红外辐射。
红外辐射本质是一种电磁波辐射。温度在绝对零度以上的物体,都会因自 身的分子和原子运动而辐射出红外线。分子和原子的运动愈剧烈,辐射的 能量愈大,反之,辐射的能量愈小。
红外探测器技术的发展历史
30年代,首次出现红外光谱仪,以后,它发展成在物质分析中不可缺少的仪器。
红外探测器技术的发展历史
·40年代初,光电型红外探测器问世,以硫化铅红外探测器为代表的这类探测器,其性能优良、结构牢靠。 ·50年代,半导体物理学的迅速发展,使光电型红外探测器得到新的推动。 ·到60年初期,对于1~3、3~5和8~13微米三个重要的大气窗口都有了性能优良的红外探测器
点击输入标题
热电偶和热电堆
在这里进行编辑内容,建议使用微 软雅黑,大小可进行适当调整,模 板中的所有图片都可进行替换编辑。
热电偶和热电堆常用来测量温度,应用很广泛。如果热电偶的一个接头受到红外线照射, 就会因吸收辐射功率而温度升高,该接头与电偶的的另一未受到照射的接头之间就会产 生温度差,于是温度不同的两个接头间就会产生电动势。此电动势大小反映出入射的红 外辐射功率大小,这就是热电偶型红外探测器。
物体的温度与辐射波长呈反比关系(维恩位移定律)
目标特性与背景特性
Part One
➢ 在应用中,红外探测需要有更高的灵敏度和更强的识别功能,能从复杂的背景中 分辨出目标,了解目标和背景的辐射特性对于红外探测系统的设计来说是至关重 要的。
➢ 目标的红外辐射特性是系统选择红外波段的主要依据。选择波段要根据目标的温 度不同来选择恰当的大气窗口进行探测。因而红外系统对波段的选择需要综合权 衡,不单要了解其温度、辐射系数,还要进一步分析、测试其光谱特征。
红外通信发展历史
红外通信发展历史1.红外发展史研究红外辐射的产生、传播、转化、测量及其应用的技术科学。
任何物体的红外辐射包括介于可见光与微波之间的电磁波段。
通常人们又把红外辐射称为红外光、红外线。
实际上其波段是指其波长约在0.75微米到1000微米的电磁波。
通常人们将其划分为近、中、远红外三部分。
近红外指波长为0.75~3.0微米;中红外指波长为3.0~20微米;远红外则指波长为20~1000微米。
在光谱学中,波段的划分方法尚不统一,也有人将0.75~3.0微米、3.0~40微米和40~1000微米作为近红外、中红外和远红外波段。
另外,由于大气对红外辐射的吸收,只留下三个重要的"窗口"区,即1~3微米、3~5微米和8~13微米可让红外辐射通过,因而在军事应用上,又分别将这三个波段称为近红外、中红外和远红外。
8~13微米还称为热波段。
红外技术的内容包含四个主要部分:1.红外辐射的性质,其中有受热物体所发射的辐射在光谱、强度和方向的分布;辐射在媒质中的传播特性--反射、折射、衍射和散射;热电效应和光电效应等。
2.红外元件、部件的研制,包括辐射源、微型制冷器、红外窗口材料和滤光电等。
3.把各种红外元、部件构成系统的光学、电子学和精密机械。
4.红外技术在军事上和国民经济中的应用。
由此可见,红外技术的研究涉及的范围相当广泛,既有目标的红外辐射特性,背景特性,又有红外元、部件及系统;既有材料问题,又有应用问题。
[相关技术]探测技术;精确制导技术;光电子技术;先进材料技术[技术难点] 红外技术的发展关键在于红外材料的研制、红外设备的制冷、红外设备向更长波段发展、红外焦平面阵列器件的研制和红外设备与数据处理设备的结合等。
[国外概况] 自从1800年英国天文学家F?W?赫歇尔发现红外辐射至今,红外技术的发展经历了将近两个世纪。
从那时开始,红外辐射和红外元件、部件的科学研究逐步发展,但发展比较缓慢,直到1940年前后才真正出现现代的红外技术。
光电传感器的应用实例介绍
光电传感器的应用实例介绍1. 火焰探测报警器图8 - 23 是采用硫化铅光敏电阻为探测元件的火焰探测器电路图。
硫化铅光敏电阻的暗电阻为1 MΩ,亮电阻为0.2 MΩ(光照度0.01 W/m2 下测试的),峰值响应波长为2.2μm。
硫化铅光敏电阻处于V1 管组成的恒压偏置电路,其偏置电压约为 6 V,电流约为6μΑ。
V2 管集电极电阻两端并联68 μF 的电容,可以抑制100 Hz 以上的高频,使其成为只有几十赫兹的窄带放大器。
V2、V3 构成二级负反馈互补放大器,火焰的闪动信号经二级放大后送给中心控制站进行报警处理。
采用恒压偏置电路是为了在更换光敏电阻或长时间使用后,器件阻值的变化不致于影响输出信号的幅度,保证火焰报警器能长期稳定地工作。
2. 光电式纬线探测器光电式纬线探测器是应用于喷气织机上,判断纬线是否断线的一种探测器。
图8 -24 为光电式纬线探测器原理电路图。
当纬线在喷气作用下前进时,红外发射管VD 发出的红外光,经纬线反射,由光电池接收,如光电池接收不到反射信号时,说明纬线已断。
因此利用光电池的输出信号,通过后续电路放大、脉冲整形等,控制机器正常运转还是关机报警。
由于纬线线径很细,又是摆动着前进,形成光的漫反射,削弱了反射光的强度,而且还伴有背景杂散光,因此要求探纬器具备高的灵敏度和分辨力。
为此,红外发光管VD 采用占空比很小的强电流脉冲供电,这样既保证发光管使用寿命,又能在瞬间有强光射出,以提高检测灵敏度。
一般来说,光电池输出信号比较小,需经放大、脉冲整形以提高分辨力。
光电式纬线探测器电路图原理图3. 燃气热水器中脉冲点火控制器由于煤气是易燃、易爆气体,所以对燃气器具中的点火控制器的要求是安全、稳定、可靠。
为此电路中有这样一个功能,。
传感器原理及应用小论文红外传感器原理及在军事中的应用
传感器原理及应用论文红外传感器原理及在军事中的应用摘要:主要介绍了红外传感器的的基本原理和组成,并概括讨论了红外传感器技术在军事领域里的应用情况和发展。
重点探讨了红外传感器技术在军事警戒系统中的应用和发展。
给大家在红外传感器方面提供了一个详细的介绍,关键词:红外传感器,军事应用Infrared Sensor Principle and in military applicationAbstract:Mainly introduces the basic principles of infrared sensors and components, and discussed in general terms of the infrared sensor technology in the military field of application and development. Focus on the infrared sensor technology in the military alert system, application and development. For everyone in the infrared sensor to provide a detailed descriptionKeywords: infrared sensor, military applications1、引言红外传感器已经在现代化的生产实践和国防建设等多个领域中发挥着它的巨大作用,人们一方面通过提高与改善传感器的技术性能;一方面通过寻找新原理、新材料、新工艺及新功能来改善传感器性能,制造出更多的传感器。
而红外线传感器作为其中的一部分也必将得到更大的发展。
随着探测设备和其他部分的技术的提高,红外传感器能够拥有更多的性能和更好的灵敏度,进而将带来红外传感器在各个领域中的应用越来越广,越来越好,特别是在发展国防和在军事领域中的应用也讲会随着技术的革新越来越多,不仅能够应用到战斗机、直升机、坦克、雷达等技术含量高的地方,而且也可以应用到平时的训练中去,这就要求这样的应用要往更轻便更独立的微小型系统发展,特别是在军事警戒系统中的应用和发展更加需要这样的要求。
红外热像仪探测器分类和发展简史
红外热像仪探测器分类和发展简史红外热像仪探测器分类和发展简史由于红外辐射是人眼不可见的,要察觉其存在,测量其强弱,就必须首先利用红外探测器将其转换为某种便于测量的信号。
红外探测器是红外探测或成像系统中的核心,也是红外技术发展最活跃的领域。
红外技术的发展水平,通常是以红外探测器的发展水平为主要标志的。
1.红外探测器分类对于品种繁多的红外探测器,有各种不同的分类方法。
根据响应波长,可以分为近红外、中红外、远红外和极远红外探测器;根据工作温度和致冷需求,可以分为低温致冷和室温非致冷红外探测器;根据结构可分为单元、线阵和焦平面红外探测器;就探测机理而言,又可分为光子和热敏红外探测器,下面主要就这两类红外探测器予以简单介绍。
1.1光子红外探测器光子红外探测器是利用材料的光电效应将光信息转换为电信息的红外敏感器件。
材料的电学性质通常取决于材料中电子的运动状态,当光束入射至材料表面时,入射光子如果直接与材料中的电子起作用,引起电子运动状态改变,则材料的电学性质也将随之发生变化,这类现象统称为材料的光电效应。
这里强调“直接”两字。
如果光子不是直接与电子作用,而是能量被固体晶格振动吸收引起固体的温度升高,导致材料电学性质的改变,这种情况不能称为光电效应,而是热电效应。
光子探测器主要有以下几种:(1)光电导红外探测器某些半导体材料,当受到红外线照射时,其电导率将明显改变,这种物理现象就是光电导效应。
利用具有光电导效应的材料制成的红外探测器就称为光电导型探测器。
常用的这种类型的探测器有:硫化铅(PbS)、硒化铅(PbSe)、锑化铟(InSb)、碲镉汞(Hg1-xCdxTe)和锗(Ge)掺杂红外探测器。
光电导探测器的缺点是:光电导效应只有在红外辐射照射一段时间后,其电导率才会达到稳定值,而当停止照射后,载流子不能立即全部复合消失,因此,电导率只有经过一段时间后才能回复。
这种现象称为弛豫现象,这就造成了光电导型红外探测器响应速度较慢的缺点。
硒化铅探测器产品使用手册
应曲线,即 R(λ)或者 D*(λ,fc,Δf)。
光谱响应曲线峰值λP 处的归一化探测率称为峰值探测率,记为 D*(λP, fc, Δf)。
硒化铅红外探测器使用 手册及产品介绍
济源艾探电子科技有限公司
硒化铅(PbSe)光导型探测器产品使用手册 非制冷型 PbSe 红外探测器,响应波长范围覆盖短波红外(1~3 µm)和中波红外(3~5 µm),应用领域非常广泛。室温下,与同波段其它探测器相比具有更高的探测率和更短 的响应时间优势。结合热电制冷(TEC)和温度稳定模块,能进一步提升探测器的稳定性、 灵敏度和信噪比,以满足高精度分析仪器的需求。
其中 为斩波频率为 0 Hz 时,即直流工作模式下的响应度; 为斩波频率; 为上升 时间。室温 PbSe 探测器的典型上升时间~10 µS,可以看到斩波频率在 10000 Hz 以下时, 探测器的响应度几乎保持不变。大于 10000 Hz, 响应度随斩波频率升高而降低。
1.6 PbSe 光导型探测器的斩波频率特性 斩波频率在未达到响应时间常数决定的频率上限前,PbSe 光导型探测器的输出响 应信号保持不变。光导型探测器具有典型的低频或直流噪声属性,表现为随着斩波频率 增加,噪声显著降低。因而,适当选择斩波频率,能显著改善探测器的信噪比,提高探 测率。 PbSe 室温下~10 µs 的响应时间决定了其斩波上限频率~16 KHz 左右,实际上工 程经验表明,斩波频率达到 200 Hz 及以上,低频噪声已经可以忽略。 1.7 PbSe 探测器的暗电阻 暗电阻指没有红外辐照时的探测器阻值。PbSe 探测器的暗电阻具有负的温度系数, 即随着温度降低而变大,具体请参考 2.2 节 PbSe 探测器的特性曲线。 1.8 PbSe 光导型探测器的温度特性 PbSe 光导型探测器基于窄禁带 PbSe 半导体薄膜材料,其禁带宽度具有正的温度系 数。探测器工作温度降低,禁带宽度变窄导致光谱响应曲线整体红移,响应度显著提升, 同时较低的工作温度能够明显限制热噪声,因而能显著改善信噪比和探测率。反之,温 度升高光谱蓝移,响应降低且热噪声上升,探测器探测性能下降。因而,高性能红外光 子型探测器一般在制冷条件下工作,比如液氮 77 K。但光子型 PbSe 探测器具有非制冷 工作优势,室温下探测率高达~1x1010 jones 以上,优于非制冷热敏和热释电探测器两 个数量级。 PbSe 探测器性能随工作温度的变化关系表明,稳定辐射下获得稳定的响应信号输 出,要求探测器具有相对稳定的工作温度。若探测器在相对稳定温湿度环境下工作,则 不需要对探测器工作温度加以限制就能保证输出信号稳定;若探测器工作在户外等温度
半导体在军事方面的应用
半导体在军事领域的的发展应用半导体是一个很普遍的概念,现在几乎所有的电器都在使用半导体,可以说没有半导体的生活是不敢想象的,特别是在军事领域中,半导体更是有着突出的贡献从1907年到1927年,美国的物理学家研制成功晶体整流器、硒整流器和氧化亚铜整流器。
1931年,兰治和伯格曼研制成功硒光伏电池。
1932年,德国先后研制成功硫化铅、硒化铅和碲化铅等半导体红外探测器,在二战中用于侦探飞机和船舰。
二战时盟军在半导体方面的研究也取得了很大成效,英国就利用红外探测器多次侦探到了德国的飞机。
由此可以看出,半导体在军事中已经有很长时间的应用了,没有半导体二战的结果我想就很难预料了。
前苏联曾经在半导体领域遥遥领先,曾经是世界电子技术的先导。
根据前苏联的说法,无线电是波波夫发明的,而不是西方所说的马可尼。
苏联七十多年的历史中,其电子技术虽不是世界领先,也不比西方水平落后多少,至少比后来居上的亚洲四小龙领先过很多。
到二战时,苏联的收音机已经很普及。
50年代后发展起来的人造卫星、远程导弹、载人飞船和太空站都要借助电子技术的支撑。
苏联在 1968年就开始研制相控阵雷达,七十年代投入使用。
1971 年推出的苏-24 战机已经配备了数字计算机,但是由于政策等方面的原因,后来其研究成果迟迟不能应用到军事领域中,导致没有强大国防其后才在与美国的冷战之中节节败退,最终在冷战中解体,由此可以看出半导体在军事领域的发展是关系到国家兴亡的关键。
到了新世纪,半导体的发展与光学器件之间有了密切的关系,现代军用光学技术是以光学和光电子学为基础,与精密机械、电子和计算机等技术相结合而形成的一门新兴的综合技术,是现代军事技术的组成部分。
军用光学技术的发展,不仅为军队建设提供了现代化的武器装备和技术手段,增强了国防实力,同时还推动了信息技术、精密加工、新材料等新兴技术和新兴产业的发展,促进了科学技术和国民经济总体水平的提高,增强了综合国力。
军用光学技术通常按工作原理和技术发展分为:光学仪器、微光夜视技术、红外技术、激光技术和光电综合应用技术等几大类,与半导体的结合在军事领域中最知名的就是以激光制导炸弹为代表的激光制导武器。