红外技术简介

第一次课
1、学习教学大纲
1.1课程的教学目标与任务
教学目标：在系统介绍基础理论和基本原理的基础上，注重结合典型实例进行讲解，使学生对红外装置和设备的基本组成、性能特征以及在国防和工农业上的应用有直观的了解，培养学生分析问题和解决问题的能力。

教学任务：使学生对红外探测、红外测温、红外光谱测量以及红外成像等装置和设备的基本组成、工作原理、技术特点、性能表征和应用领域有比较全面而系统的了解，为红外技术的应用打下必要的基础。

1.2课程内容及基本要求
概论
介绍红外系统的基本概念，红外仪器的基本结构、基本特性和应用领域；同时介绍红外技术的发展历史和发展趋势。

红外光学系统
介绍红外光学系统的构成原理，影响红外光学系统像质的品质参数和评价方法；介绍典型的反射式系统、折反式系统、折射式系统和辅助光学系统以及光学扫描系统。

辐射调制与调制盘
介绍红外辐射调制的基本概念，调制盘的作用、分类和工作原理，几种典型的调幅式调制盘、调频式调制盘、脉冲编码式调制盘、调相式调制盘和脉冲调宽式调制盘。

红外探测系统简介
介绍典型红外探测系统的结构组成、工作原理、技术要求和性能指
标。

红外热成像系统简介
介绍红外热成像系统的发展历史、结构组成、工作原理、技术要求和性能指标。

1.3考核方式
笔试：半开卷
各教学环节占总分的比例：平时测验及作业：20%，期末考试：80%。

2、绪论
2.1红外系统的发展历史及红外技术的应用
2.1.1红外探测器的发展
红外探测器是红外仪器的最基本、最关键的部件。

红外技术的发展总是与红外探测器的改进息息相关，每一种新型红外探测器的问世，必然导致红外科学技术的进一步发展。

温度计（1800赫谢耳最原始的红外探测器）——温差热电偶、热电堆（19.30 测温灵敏度提高40倍）——测辐射热计（19.80 灵敏度又提高30倍）——硫化铅探测器（20.40 光子探测器，标志着现代红外技术发展的开始）——锑化铟探测器（20.50 灵敏度更高）——碲镉汞三元化合物探测器（20.60探测率达到理论极限）——多元探测器（扫描、扫积SPRITE、焦平面阵列）＝＝＝热释电探测器（室温工作，不需制冷；热灵敏度、响应速度一般）
2.1.2红外技术的发展与应用
最初（19世纪），天文天体红外辐射研究，化工中利用红外光谱进行物质分析。

红外技术的真正实际应用是从20世纪开始的。

首先是军事上的应用。

红外技术的特点（隐蔽性、黑暗中工作等）为其军事应用奠定了基础。

第一次世界大战红外设备以闪烁器、搜索装置等形式投入了战争，二战时，德国首先研制出红外变像管并投入应用。

二战期间，美国和德国投入大量人力物力研究红外装备，战后，前苏联也开始大力发展红外技术的研究。

20世纪50年代以后，随之红外探测技术的发展，红外在军事上的应用更加广泛。

响尾蛇导弹使用了红外制导装置，U－2间谍飞机安装了红外照相机。

——前视红外装置（FLIR）的发展，能在1.5Km上空探测到人、小型汽车，在2.0Km高空分辨出车，探测到水下40m的潜艇。

——海湾战争是近代最震撼红外技术展览会，从红外制导的导弹，到各种各样的红外夜视装备，让伊拉克完全没有了黑夜。

在红外装备的支持下，伊拉克的晚上在多国部队看来和白天没有什么差别。

10天之内，利用红外制导武器，多国部队摧毁了伊拉克650辆坦克和500辆装甲车。

——战斗一般发生在晚上的原因（抗日和解放战争、现代战争），原来是为了隐蔽自己，现在是基于战斗双方的技术差异（一方的夜视装备强于另一方）。

目前，红外技术作为一种高科技技术，与激光技术并驾齐驱，在军事上起着举足轻重的作用，红外成像、红外侦察、红外跟踪、红外制导、红外预警、红外对抗等在现代和未来的战争中都是很重要的战略和战术手段。

红外技术的民用应用。

红外加热、红外干燥——红外测温（最典型的是非点期间）——红外检测（电网、电路检测）——红外报警——红外遥感（测秦始皇陵、红外云图）——红外理疗——007Die another day 里用红外技术探测隐形车
图片讲解
2.2红外系统的概念及组成
2.2.1系统组成
一个比较完整的红外系统通常包括光学系统、调制器（或扫描器）、红外探测器、电子线路、显示和记录装置。

红外系统组成方块图
2.2.2系统工作原理
由场景发出的红外辐射经过空间传输到达红外系统，红外系统的光学系统接受景物的红外辐射，并将其汇聚在探测器上，探测器将入射的红外辐射转换成电信号。

信号处理系统将探测器送来的电信号处理后便得出与场景或目标的温度、方位、相对运动角速度等参量相关的信号。

2.2.3红外系统的特性
（1）、尺寸小，重量轻；
（2）、能有效地抗可见光波段伪装；
（3）、能在白天和夜间工作；
（4）、比雷达有更高的精确度；
（5）、对辅助装置要求少。