紅外熱像儀類型以及探測(cè)器
盡管威廉·赫歇爾（William Herschel）在1800年左右發(fā)現(xiàn)了紅外光，但在1940年代末和1950年代末之前并沒有建造第一批紅外測(cè)溫設(shè)備和成像儀器。它們是為美軍目的而設(shè)計(jì)的，只是用于夜視。到了1983年生產(chǎn)了第一批商業(yè)產(chǎn)品，并開辟了許多新的應(yīng)用領(lǐng)域。當(dāng)今可用的紅外測(cè)溫儀器可分為三種類型：點(diǎn)傳感器，線掃描儀和照相機(jī)。
紅外測(cè)溫相機(jī)既可以用作掃描設(shè)備，一次僅捕獲一個(gè)點(diǎn)或一行圖像，也可以用作凝視陣列，用作二維紅外焦平面陣列（IRFPA）。在該二維紅外焦平面陣列中可以捕獲所有圖像元素。與陣列中的每個(gè)檢測(cè)器元素同時(shí)進(jìn)行。如今，IRFPA已成為明顯占主導(dǎo)地位的技術(shù)，因?yàn)樗鼪]有運(yùn)動(dòng)部件，速度更快，并且具有比掃描設(shè)備有更高的空間分辨率。
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紅外測(cè)溫?zé)岢上駜x中使用的探測(cè)器通常有兩種類型：光子探測(cè)器或熱探測(cè)器。光子檢測(cè)器通過改變自由電荷載流子濃度，將吸收的電磁輻射直接轉(zhuǎn)換為半導(dǎo)體中電子能量分布的變化。熱探測(cè)器將吸收的電磁輻射轉(zhuǎn)換為熱能，導(dǎo)致探測(cè)器溫度升高。然后，通過材料的某些物理特性的相應(yīng)變化來產(chǎn)生熱傳感器的電輸出，例如，材料的物理特性。
光子探測(cè)器通常在熱對(duì)比度較高的MWIR波段工作，使其對(duì)場(chǎng)景溫度的微小差異非常敏感。同樣利用當(dāng)前技術(shù)，光子檢測(cè)器比熱檢測(cè)器允許更高的幀頻。這種檢測(cè)器的主要缺點(diǎn)是需要冷卻。光子檢測(cè)器需要冷卻到77K以下的溫度，以減少熱噪聲。該冷卻曾經(jīng)使用液氮完成，但現(xiàn)在通常使用低溫冷卻器來實(shí)現(xiàn)。由于其活動(dòng)部件和氦氣密封件，需要維修和更換低溫冷卻器。因此，光子探測(cè)器系統(tǒng)的總體價(jià)格比熱探測(cè)器系統(tǒng)的初始成本和維護(hù)成本都高。
未冷卻的熱探測(cè)器主要是用兩種不同類型的探測(cè)器開發(fā)的：鐵電探測(cè)器和微輻射熱計(jì)。鐵電探測(cè)器利用某些介電材料中鐵電相變的優(yōu)勢(shì)。在此相變及其附近，溫度的小幅波動(dòng)會(huì)引起電極化的大變化。鈦酸鍶鍶鋇（BST）通常用作鐵電探測(cè)器中的探測(cè)器材料。測(cè)微輻射熱計(jì)是電阻器的一種特定類型。微量測(cè)輻射熱計(jì)中最常用的材料是氧化釩（VOx）和非晶硅（a-Si）。紅外輻射會(huì)改變材料的電阻，該電阻可轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并處理成圖像。
如今，很明顯，微輻射熱計(jì)比鐵電傳感器具有更多優(yōu)勢(shì)，VOx技術(shù)已獲得最大的市場(chǎng)份額。首先，微輻射熱計(jì)具有更高的靈敏度。VOx的噪聲等效溫度差（NETD）規(guī)定了最小可檢測(cè)溫度差，為0.039K，而BST檢測(cè)器為0.1K。微型測(cè)輻射熱計(jì)在探測(cè)器上的像素尺寸也較小，從而具有更高的空間分辨率。
由于玻璃對(duì)熱輻射的透射率非常低，因此鏡片必須使用其他材料。鍺是最常用的，這是一種灰白色準(zhǔn)金屬材料，對(duì)紅外光幾乎透明，而對(duì)可見光則反射。鍺的價(jià)格相對(duì)較高，因此透鏡的尺寸非常重要。光學(xué)系統(tǒng)的f數(shù)是鏡頭焦距與入射光瞳直徑的比值。這表明較高的f值會(huì)降低透鏡的價(jià)格。但同時(shí)，當(dāng)減小透鏡的直徑時(shí)，會(huì)有更少的輻射到達(dá)檢測(cè)器。為了保持可接受的靈敏度，未冷卻的紅外測(cè)溫相機(jī)必須具有較低的f值。對(duì)于冷卻的紅外測(cè)溫相機(jī)，可以接受更高的f值，因?yàn)榭梢栽黾悠毓鈺r(shí)間以保持相同的輻射通量。鏡頭的這些特性導(dǎo)致未冷卻相機(jī)的價(jià)格隨焦距而顯著增加，而冷卻相機(jī)的價(jià)格僅隨焦距而略有增加。
就形狀和尺寸而言，現(xiàn)代紅外測(cè)溫?zé)嵯駜x看起來就像可視攝像機(jī)一樣。數(shù)據(jù)傳輸通常通過USB，以太網(wǎng)，F(xiàn)ireWire或RS-232進(jìn)行。圖像表示為灰度圖像，深度為每個(gè)像素8到16位。但是，通常會(huì)以偽彩色顯示它們，以使人類能更好地看到它們。圖像可以用標(biāo)準(zhǔn)JPEG壓縮，視頻可以用H264或MPEG壓縮。模擬設(shè)備使用NTSC或PAL標(biāo)準(zhǔn)。一些手持?jǐn)z像機(jī)是電池驅(qū)動(dòng)的，而大多數(shù)較大的攝像機(jī)需要外部電源或電源。
