夜视系统可以在完全黑暗中看到图像。 因为宇宙中的所有物质都以光子的形式辐射能量,在理想黑体辐射的情况下遵循普朗克函数,或者在某种程度上近似该函数。 由于您的皮肤接近20摄氏度或293开尔文的室温,您可以根据光谱向导SpectrumWizard计算的下图所示的曲线发射辐射。 注意峰值约为10微米。 (键入MSW以打开向导。)
7Gnslp?[U 虽然大气吸收了大量的红外辐射,但它有一个透明窗口,其中心
波长仅超过10微米,非常适合上面显示的光谱。
DQP#h5O 夜视系统通过将红外光电转换探测器来感知这种辐射。 用于此目的的常见材料是HgCdTe,其具有如下所示的光谱灵敏度(该图来自Wolfe和Zissis的The Infrared Handbook。精确的灵敏度范围取决于成分的相对比例)。 我们很幸运,
光源,环境和探测器都能在所需的光谱窗口内正常工作。
5u T
9ssC 为了获得高信噪比,必须确保
光学器件,甚至探测器本身不会在相同波长下辐射不需要的光通量。 这是通过将检测器冷却到非常低的温度(通常使用液氮)并在镜片表面上使用高质量的抗反射涂层来实现的。 如果不采取这些步骤,情况类似于您通过
望远镜观察到的情况,其中
镜头和外壳都是白热的:很难区分您正在观察的内容。
YN?@ S 一个精细的要求,有时被忽略,是为了避免所谓的“冷反射”效应,它在扫描红外系统中显示为显示图像中心的黑色模糊斑:
v:B_%-GfOA 出现这种效果是因为在视场的中心,探测器可以看到自身的鬼像图像,从某处的
透镜表面反射而来。 这个影像很暗 - 因为探测器非常暗 - 因此探测器看到的总背景信号在中心处低于在场的其他部分,其中鬼像图像被其他镜头孔径渐晕,扫描 离开现场,或者因为它不能形成清晰的图像。
bYQ h{q 为了说明这种效果并展示如何控制它,我们将使用与SYNOPSYS™中的镜头。 在CW中键入FETCH X12。
Bwjd/id q 这是一个红外系统,设计用于8到13微米的波段,使用AFOCAL模式,这意味着
光线输出是以角度而不是横坐标给出的,最后两个表面是平坦的,重合的虚拟面。 这是程序将光线高度转换为角度的位置,它还标记扫描棱镜或其他移动组件的位置,这些组件一次一个像素地对图像进行采样。 要分析此镜头的冷反射属性,请使用命令NAR。
au9r)]p-
SYNOPSYS AI>NAR jFM8dl
n
nQdNXv<(
ID AFOCAL ZOOM REFR TELESC 3 0F P1488 Dx$74~2e
tPP nW
NARCISSUS ANALYSIS NLyvi,svS
fKOm\R47
SURF YNI Imarg/Ichief `~UCWK
________________________________ I+D`\OSL
1 14.8452 9.4157 pP68jL
2 2.3679 -1.1389 @ v/%^
3 8.7548 -6.8424 m?'5*\(ST
4 7.2618 -5.4735 ehtiu!Vk
5 7.1414 2.6471 )b
m|],'
6 8.5985 2.9948 auAST;"Z8
7 0.1047 -0.5733 WGN[`D"
8 0.0591 3.8062 b<