学习记录——红外光学系统

苏音

红外光学系统探测的是物体本身的辐射情况，与日常所使用的手机镜头，照相机这类这类可见光系统不同，其不需要太阳等外界光源进行照射。红外光学系统可以白天、黑夜全天时工作，并且对于空气中的烟雾、灰尘等有较强的穿透能力。
红外探测器可分为制冷型和非制冷型两大类。
非制冷型红外探测器在接收目标辐射的红外信号的同时，探测器件的温度会随之升高，温度的变化将以电信号的形式被放大和显示处理，从而形成背景噪声，干扰目标信号，降低探测灵敏度。
制冷型红外探测器工作在77~80 K的低温环境下，噪声等效温差极低，探测灵敏度很高，观测距离远，成像效果佳。因此，军用红外光学系统多采用制冷型红外探测器。制冷型探测器的光阑置于探测器冷屏处，在设计过程中保证光学系统的出瞳与探测器的冷阑相匹配，以获得100%的冷光阑效率，并且避免杂散辐射，即要求光学系统的F数要与探测器的冷屏F数相匹配。

红外光学材料相对于可见光材料少了很多，这里我们列举些红外材料及其参数:

实际设计过程中，由于考虑到多种因素，经常使用的是后面四种材料。像蓝宝石由于其硬度较高，比较难加工，价格贵，多做窗口玻璃；而CaF2容易在表面形成白色膜，对使用环境要求高;MgF2，MgO材料的热膨胀系统略高，优先级也小于后四种材料。