一、?紅外光學(xué)系統(tǒng)的特點(diǎn)
紅外光學(xué)系統(tǒng)在紅外波段工作,?它具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：紅外光學(xué)系統(tǒng)中,?采用反射形式較多。?一般光學(xué)玻璃在紅外波段中不透明，所以，在紅外透射材料品種不多及尺寸不大的情況下,?一般采用反射形式。紅外光學(xué)系統(tǒng)的相對(duì)孔徑較大，?因紅外系統(tǒng)所探測(cè)的目標(biāo)一般較遠(yuǎn),?作用距離大,?到達(dá)紅外系統(tǒng)時(shí)目標(biāo)熱輻射微弱,?故要求光學(xué)系統(tǒng)以較大孔徑來(lái)接收輻射能量,?而且為了使探側(cè)元件上有較?高的輻照度,?光學(xué)系統(tǒng)的相對(duì)孔徑也應(yīng)較大。紅外光學(xué)系統(tǒng)的元件數(shù)應(yīng)盡量少,?其厚度也應(yīng)盡量小。?這一特點(diǎn)是為?了避?免光?學(xué)元?件對(duì)紅外輻射的吸?收和反射所產(chǎn)生的損失。?雖然增加透鏡?片數(shù)能提高象質(zhì),?但在紅外光?學(xué)系統(tǒng)中應(yīng)用較少。紅外光學(xué)系統(tǒng)的接受元件是紅外探測(cè)器。?紅外探測(cè)器是一個(gè)輻射能轉(zhuǎn)換器，它將不可見的紅外輻射能轉(zhuǎn)換成其他形式的能量,?一般是轉(zhuǎn)換成?電信號(hào)。
二、紅外透鏡的設(shè)計(jì)
在紅外光學(xué)系統(tǒng)中,?采用非球面較多。?目前從加工和檢驗(yàn)工藝出發(fā),?其非球面大多數(shù)為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱二次圓錐曲面。?也有其他非球面,?如折反射系統(tǒng)?中為了校正球面反射鏡所產(chǎn)生的象差而設(shè)計(jì)的校正板面形。對(duì)于軸對(duì)稱非球面來(lái)說(shuō),?它不會(huì)增加象差數(shù),?卻多出了變數(shù),?這對(duì)設(shè)計(jì)是十分有利的。
使用非球面可?以設(shè)計(jì)大的?相對(duì)孔徑以擴(kuò)大光學(xué)系統(tǒng)視場(chǎng),?并可使光學(xué)?系統(tǒng)厚度變薄,?節(jié)省了昂貴的透紅外材料,?從而降低了紅外裝置的成本。
對(duì)于球面而言,?面形由一個(gè)參數(shù)丫完全確定,?因此不能同時(shí)完成多個(gè)任務(wù)。?如果采用了非球面則多出了變數(shù)。?下面我們用光程來(lái)說(shuō)明單個(gè)非球面校正球差的情況。
激埃特光電生產(chǎn)的紅外透鏡是一種用于聚焦或分散光線的光學(xué)件。紅外透鏡中可能含有一個(gè)或多個(gè)元件，其應(yīng)用范圍從顯微鏡到激光處理。 另外，紅外透鏡也是許多工業(yè)所使用的元件，例如生命科學(xué)、成像、工業(yè)或防御。 當(dāng)光線通過(guò)透鏡時(shí)，其光線輸出將會(huì)受到透鏡輪廓或透鏡基片的影響。 平凸透鏡或雙凸透鏡會(huì)將光線聚焦成一個(gè)點(diǎn)，而平凹透鏡 (PCV) 或雙凹透鏡 (DCV) 則會(huì)將通過(guò)透鏡的光線發(fā)散出去。 消色差透鏡適用于要求顏色校正的應(yīng)用，而非球面透鏡則可用于修正球差。 采用ZnSe 硒化鋅， ZnS 硫化鋅， CaF2 氟化鈣， BaF2 氟化鋇， Ge 鍺， Si 硅等材質(zhì)的透鏡適用于透射紅外光譜。
紅外鏡頭采用8微米~12微米具有高透過(guò)率的紅外硫系玻璃作為鏡片，由于無(wú)熱化定焦，可快速和測(cè)量人體溫度，測(cè)溫范圍-20℃~+120℃，測(cè)溫精度±0.3℃。經(jīng)過(guò)紅外鏡頭配套的非制冷人體快速準(zhǔn)確篩查紅外熱像儀，可對(duì)視場(chǎng)內(nèi)多個(gè)人員進(jìn)行快速體溫檢驗(yàn)與篩查，有效降低交叉受到傳染風(fēng)險(xiǎn)。
紅外熱成像技術(shù)是集光、機(jī)、電等高等技術(shù)于一體的高新技術(shù)，通過(guò)光電轉(zhuǎn)換、電信號(hào)處理等手段，將目標(biāo)物體的溫度分布圖像轉(zhuǎn)換成視頻圖像。
半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，紅外熱成像技術(shù)在偵察、瞄準(zhǔn)、射擊指揮和制導(dǎo)等軍事方面的應(yīng)用要求越來(lái)越高，被許多國(guó)家納入國(guó)防發(fā)展戰(zhàn)略。
此外，隨著紅外探測(cè)器技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是低成本、非制冷型探測(cè)器的出現(xiàn)，紅外熱成像技術(shù)在安防、消防和汽車等民用市場(chǎng)的應(yīng)用不斷擴(kuò)大。
特別是近一段時(shí)間，新冠肺炎疫情正在全國(guó)擴(kuò)散蔓延，全國(guó)上下齊心應(yīng)對(duì)，大力進(jìn)行疫情防控工作。以紅外熱成像技術(shù)為原理打造的紅外測(cè)溫設(shè)備可在人群密集區(qū)域?qū)^(guò)檢人員進(jìn)行多點(diǎn)體溫探測(cè)，無(wú)需近距離接觸，只需間隔3米~4米即可對(duì)過(guò)往人群進(jìn)行準(zhǔn)確效率高的篩查，通過(guò)熱像儀探測(cè)較微小溫差，將溫差轉(zhuǎn)換成實(shí)時(shí)視頻圖像顯示出來(lái)，發(fā)現(xiàn)體溫高時(shí)立即啟動(dòng)緊急信號(hào)，快速、安全識(shí)別發(fā)熱人群。
憑借響應(yīng)速度快、非接觸、使用安全性及壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，紅外測(cè)溫設(shè)備成為疫情防控工作的重要輔助設(shè)備，在人流密集的機(jī)場(chǎng)口岸、地鐵、車站、碼頭、醫(yī)院、住宅小區(qū)、企事業(yè)單位廣泛使用，用于體溫異常人員的快速篩查，并防止交叉?zhèn)魅?，為保護(hù)人民健康“值班站崗”。
之所以在紅外測(cè)溫等一系列熱成像技術(shù)中得以應(yīng)用，主要在于該類材料具有非常突出的消色差和消熱差的光學(xué)特性，具體表現(xiàn)為：在1微米~14微米波段均具有良好的透過(guò)性能，且具有良好的光熱穩(wěn)定特性(dn/dt要遠(yuǎn)小于鍺)。
