夜視系統(tǒng)可以在完全黑暗中看到圖像。 因為宇宙中的所有物質(zhì)都以光子的形式輻射能量,在理想黑體輻射的情況下遵循普朗克函數(shù),或者在某種程度上近似該函數(shù)。 由于您的皮膚接近20攝氏度或293開爾文的室溫,您可以根據(jù)光譜向?qū)pectrumWizard計算的下圖所示的曲線發(fā)射輻射。 注意峰值約為10微米。 (鍵入MSW以打開向?qū)А#?div align="center">
![](http://www.asdoptics.com/images/solutions/18-09-12-synopsys01.png)
Z)u_2e 雖然大氣吸收了大量的紅外輻射,但它有一個透明窗口,其中心
波長僅超過10微米,非常適合上面顯示的光譜。
,n>K$ 夜視系統(tǒng)通過將紅外光電轉(zhuǎn)換探測器來感知這種輻射。 用于此目的的常見材料是HgCdTe,其具有如下所示的光譜靈敏度(該圖來自Wolfe和Zissis的The Infrared Handbook。精確的靈敏度范圍取決于成分的相對比例)。 我們很幸運,
光源,環(huán)境和探測器都能在所需的光譜窗口內(nèi)正常工作。
$c+:dO|Fb 為了獲得高信噪比,必須確保
光學(xué)器件,甚至探測器本身不會在相同波長下輻射不需要的光通量。 這是通過將檢測器冷卻到非常低的溫度(通常使用液氮)并在鏡片表面上使用高質(zhì)量的抗反射涂層來實現(xiàn)的。 如果不采取這些步驟,情況類似于您通過
望遠(yuǎn)鏡觀察到的情況,其中
鏡頭和外殼都是白熱的:很難區(qū)分您正在觀察的內(nèi)容。
\K
Kt&bKL 一個精細(xì)的要求,有時被忽略,是為了避免所謂的“冷反射”效應(yīng),它在掃描紅外系統(tǒng)中顯示為顯示圖像中心的黑色模糊斑:
JRtDjZ4> 出現(xiàn)這種效果是因為在視場的中心,探測器可以看到自身的鬼像圖像,從某處的
透鏡表面反射而來。 這個影像很暗 - 因為探測器非常暗 - 因此探測器看到的總背景信號在中心處低于在場的其他部分,其中鬼像圖像被其他鏡頭孔徑漸暈,掃描 離開現(xiàn)場,或者因為它不能形成清晰的圖像。
f{(D+7e} 為了說明這種效果并展示如何控制它,我們將使用與SYNOPSYS™中的鏡頭。 在CW中鍵入FETCH X12。
{HVsRpNEf 這是一個紅外系統(tǒng),設(shè)計用于8到13微米的波段,使用AFOCAL模式,這意味著
光線輸出是以角度而不是橫坐標(biāo)給出的,最后兩個表面是平坦的,重合的虛擬面。 這是程序?qū)⒐饩高度轉(zhuǎn)換為角度的位置,它還標(biāo)記掃描棱鏡或其他移動組件的位置,這些組件一次一個像素地對圖像進行采樣。 要分析此鏡頭的冷反射屬性,請使用命令NAR。
HMKogGTTo
SYNOPSYS AI>NAR zrC1/%T
Je K0><
ID AFOCAL ZOOM REFR TELESC 3 0F P1488 I "R<XX
m'ZxmsFo
NARCISSUS ANALYSIS zItGoJu
P}!pmg6V
SURF YNI Imarg/Ichief G*zhy!P
________________________________ UH5A;SrTqR
1 14.8452 9.4157 7Mh!@Rd_V
2 2.3679 -1.1389 "1Y DT-I"
3 8.7548 -6.8424 Vk1 c14i>
4 7.2618 -5.4735 {Sc*AE&Y
5 7.1414 2.6471 H]{`q
6 8.5985 2.9948 %=vU
Z4
7 0.1047 -0.5733 2>^jMln
8 0.0591 3.8062 h{ EnS5~
9 0.2625 0.2929 3X`N~_+
10 0.0773 0.0431 +\cG{n*
11 1.4544 -2.2463 q-+_Y `_\
12 0.6135 0.6606 5N2`e3:I
13 9.6691E-04 4.7994E-04
{^R"V ,) ^/$U(4 “NYI”列顯示數(shù)量φAoN的值,其中
參數(shù)在下圖中定義。 由此我們可以計算出探測器上反向反射模糊的近似大。篩1 =2φAON /α,其中α是探測器會聚光束的半角,Y1是模糊處的光線高度。 在給定表面反射后的圖像。
e~6>8YO+7j 冷反射校正的原則是確保YNI的值永遠(yuǎn)不會低于由掃描儀靈敏度和用戶接受度決定的給定值。一個較大的值意味著鬼像更不聚焦,因此強度更小。
_G^