紅外鏡頭是為紅外熱像儀提供成像類(lèi)光學(xué)部件，紅外熱成像儀鏡頭的質(zhì)量直接影響成像質(zhì)量的優(yōu)劣，影響算法的實(shí)現(xiàn)和果。

紅外熱像儀的光學(xué)成像物鏡將工作波段內(nèi)的輻射收集起來(lái)，并聚焦到探測(cè)器上。在可見(jiàn)光波段，玻璃是很好的投射材料，但是在中波、長(zhǎng)波紅外波段，這種材料是不透明的，因此常選用鍺、硅等晶體材料，而且為了提高透射率，還需要鍍上一層增透膜，這些材料和膜層如同濾光片一樣，將鏡頭透過(guò)的波長(zhǎng)限制在一定的范圍內(nèi)。

紅外光學(xué)成像物鏡的作用:過(guò)濾、截至可見(jiàn)光同時(shí)，允許通過(guò)紅外線(xiàn)。通過(guò)它在可見(jiàn)光、紅外線(xiàn)并存的環(huán)境中把紅外線(xiàn)分離出來(lái)。加紅外透鏡過(guò)濾可見(jiàn)光從而得到純正的紅外效果。

 

紅外鏡頭和普通鏡頭的區(qū)別

1．可見(jiàn)光和近紅外光的波長(zhǎng)不一樣
可見(jiàn)光域:???　　　360nm – 700nm

紅外光域:??　　700nm – 12000nm

2．由于波長(zhǎng)不一樣所以聚焦面不在一起

分類(lèi)

根據(jù)紅外熱像儀工作波段劃分可分為：長(zhǎng)波紅外鏡頭、中波紅外鏡頭、短波紅外鏡頭。

長(zhǎng)波紅外鏡頭：其工作波段為(8 – 12μm)，主要檢測(cè)低溫物體。

中波，短波紅外鏡頭：其工作波段為(0.15 – 7μm)，主要檢測(cè)超過(guò)500℃以上高溫物體，如火災(zāi)研究。

紅外線(xiàn)鏡頭的主要材料

藍(lán)寶石

Al2O3的透射波段在0.14~6μm

?CVD硒化鋅

ZnSe折射率均勻和一致性很好，是一種化學(xué)惰性材料，具有純度高，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。它的光傳輸損耗小，具有很好的透光性能。該紅外材料的因此是紅外熱成像中保護(hù)窗口和紅外光學(xué)鏡頭的理想材料。

光學(xué)性質(zhì)：
透過(guò)波長(zhǎng)范圍 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??0.5μm—22μm
折射率不均勻性（Δn/n） ? ? ? ?<3×10-6@632.8nm
吸收系數(shù)（1/cm） ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 5.0×10-3@1300nm

CVD硫化鋅

ZnS是一種折射率均勻性和一致性都很好好的材料，具有純度高，不溶于水，密度適中等特點(diǎn)，在8~13μm長(zhǎng)波紅外波段具有很好的傳輸性能，在中紅外波段ZnS的透過(guò)率也不錯(cuò)，但隨著波長(zhǎng)向短波發(fā)展，吸收和散射增強(qiáng)，其短波截止限0.35μm，因而會(huì)影響紅外成像。與硒化鋅相比，硫化鋅的價(jià)格低，硬度高，斷裂強(qiáng)度是硒化鋅的兩倍，抗惡劣環(huán)境的能力強(qiáng)，是長(zhǎng)波紅外鏡頭的理想材質(zhì)。

氧化鎂(MgO)

0.39-10μm

氟化鈣(CaF2)和氟化鎂(MgF2)

氟化鎂的投射波段在0.11~9μm，氟化鈣的透射波段在0.13~12μm。這兩種氟化物具有硬度高，抗機(jī)械沖擊和熱沖擊能力強(qiáng)，在紫外，可見(jiàn)和紅外波段均具有良好的透過(guò)率，廣泛用于紅外光學(xué)。氟化鎂(MgF2)是一種雙折射晶體，這點(diǎn)氟化鈣(CaF2)并不具備。

氟化鋇

BaF2在150—9500nm光譜范圍有接近90%的光學(xué)透過(guò)率。通常應(yīng)用于制冷型紅外熱像儀.氟化鋇可溶于水,因此只能在干燥環(huán)境下使用。

砷化鎵

GaAs的硬度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、抗惡劣環(huán)境能力強(qiáng),它紅外中長(zhǎng)波（2μm—14μm）有很好的透過(guò)率,廣泛應(yīng)用于熱紅外成像儀.,砷化鎵抗擦痕能力強(qiáng)，對(duì)周?chē)h(huán)境要求不高，因此能夠完美的替代硒化鋅(ZnSe)作為紅外線(xiàn)相機(jī)鏡頭的材料.

鍺

Ge具有硬度高,機(jī)械性能和導(dǎo)熱性好,不溶于水等特點(diǎn).它的光譜透射范圍為1.8–12μm,涵蓋了整個(gè)中波和長(zhǎng)波紅外波段，是一種非常常用的紅外光學(xué)鏡頭材料.

硅

Si的硬度高,不溶于水.它在1.1-9μm的短波和中波紅外波段具有很好的透光性能,是一種化學(xué)惰性材料.硅常用來(lái)制作3-5μm中波紅外線(xiàn)透視鏡頭.

石英

SiO2的紅外透射波段在0.14~4.5μm

k9(bk7)玻璃

成分:SiO2:69.13%、B2O3:10.75%、Na2O:10.40%、K2O:6.29%、As2O3:0.36%

透射波段在0.3-2.5μm

探測(cè)器鏡頭衰減

探測(cè)器鏡頭對(duì)于紅外或多或少的具有一定的吸收作用。Telops以高透光率的透明材料為鏡頭材料，盡量減少了被測(cè)物紅外輻射的損失

探測(cè)器鏡頭溫度

跟大氣溫度的影響類(lèi)似，當(dāng)被測(cè)物體的溫度很高的時(shí)候，鏡頭溫度可以忽略不計(jì)。

紅外鏡頭的選擇是對(duì)紅外熱像儀成像質(zhì)量和測(cè)溫精度有著重要的影響，如果您想要測(cè)溫準(zhǔn)確，那您就必須選擇對(duì)紅外輻射吸收小的高透光率材料作為紅外熱成像儀鏡頭。

應(yīng)對(duì)方法

針對(duì)紅外鏡頭對(duì)紅外熱像儀測(cè)溫的的不利影響，Telops的策略是，在軟件中增加了紅外鏡頭衰減和紅外溫度的數(shù)據(jù)選項(xiàng)，通過(guò)對(duì)這兩個(gè)數(shù)據(jù)的設(shè)定，從而消除鏡頭對(duì)測(cè)溫準(zhǔn)確性的干擾。

下一節(jié)為大家講解紅外熱像儀探測(cè)器