红外探测技术及其应用研究

发表时间:2021/7/1   来源:《科学与技术》2021年3月第7期   作者:左成效 沈斌 徐超
[导读] 伴随着科学技术的不断发展和进步,红外探测技术在各个领域中应用的频率也在增多,有效发挥技术优势,
        左成效   沈斌   徐超
        广西桂林95285部队, 541003
        摘要:伴随着科学技术的不断发展和进步,红外探测技术在各个领域中应用的频率也在增多,有效发挥技术优势,打造更加和谐的技术控制方案,能在强化资源处理效率的同时,提高操作准确性。本文分析了红外探测技术的原理和常见的红外探测器,并从军事领域和民事领域两个方面阐释了红外探测技术的具体应用,最后对技术未来发展予以展望。
        关键词:红外探测技术;原理;应用;前景

        引言:
        红外探测技术实现了多元发展,渗透到各个行业中,为了更加全面地发挥红外探测技术的应用优势,要整合技术要点和技术方案,建构更加合理的技术应用体系,从而全面提高应用质量。
一、红外探测技术概述
1、红外探测的原理
        红外探测技术的根本应用要点就是目标探测,因为被探测的对象和所处环境存在温度差和辐射率差,因此,其产生的红外辐射强度就存在差异,而对应的红外探测器就是借助这种差异按照对应的规律和准则,将其转变为电信号,从而充分了解所处环境的基础信息。
        一般而言,红外探测技术在实际应用中系统主要是借助主动探测和被动探测完成工作。在主动探测中,系统能自发地向外完成红外辐射处理,然后获取回馈信息。被动探测则是要借助接收对象发射或者是反射匹配的工作内容[1]。
2、常见的红外探测器分析
        主要分为基于热效应的热探测器和基于光电效应的光子探测器。
        热探测器分为热敏电阻、温差电偶、热释电、气动探测器等。
        光子探测器分为光电发射、光电导、光伏以及光磁电等。
二、红外探测技术的应用
1、军事领域中的应用
        在军事领域中主要应用在制导方面、目标搜索方面以及导航方面等。
        1)制导方面,借助红外探测技术能对探测对象进行识别,并且完成导弹自动攻击,目前,红外探测技术主要应用在空地、空空和反坦克导弹等方面。
        2)目标探索跟踪。目前应用较为广泛的是IRST系统,能有效接收来自目标以及背景的红外辐射,对处于背景辐射和对应干扰环境中的目标建立探索模式、目标定位控制模式等。需要注意的是,将匹配的红外探测器安装在不同载体上,就能建立红外探索系统,确保综合应用效果的最优化。例如,机载型和国内外探测设备,能有效借助红外探测技术进行综合探测分析。将敌机和发射的导弹作为探测的基础对象,并且完成对地面以及对低空目标的全方位探测识别,以便于完成警告信号的处理。


        3)红外侦查和预警,利用红外探测技术还能进行实时性侦查和监视工作,将对应的红外探测器安装在无人机上,实现多元分析。另外,将红外探测设备安装在轨道卫星上,能对外层空间予以弹道助推段评估,有效结合红外探测数据为导弹拦截提供预警时间,大大强化国防管控的水平[2]。
2、民事领域中的应用
        而在民事应用领域,红外探测技术的应用范围则更加广泛,能结合具体应用环境和技术要点落实匹配的技术处理模式,确保不同的载体发挥对应的作用,从而强化综合应用质量。目前,红外探测技术被广泛应用在交通管理系统、遥感系统、医学诊断等方面,有效提升具体工作环境的质量。
        第一,应用在交通管理中,红外线本身具有较好的雨雾穿透能力,将其应用在交通处理系统中,配合卫星红外遥感模式就能建立实时性数据获取。
        第二,红外成像探测技术还能有效捕捉肉眼无法及时获取的图像,这就能大大提升灾害预警工作的准确性和及时性,配合装载红外探测器的卫星,完成信息预报、信息监测、区域搜索等工作。
        第三,将红外成像探测技术应用在隧道修建过程中,就能及时进行不良地质信息的检索和分析,形成短距离超前地质预报,并且对隧道外围空间和前进方向的含水体予以全面监控,真正意义上弥补了长距离产期预报存在的问题,全面提高定位的准确性,减少资源浪费产生的问题[3]。
        第四,红外探测技术还被应用在医疗领域,不仅具有成像迅速的优势,且成像非常清晰,能形成无创处理模式,在诊断以及疾病治疗方面具有突出的作用。例如,在对一些肿瘤癌症早期的诊断过程中,因为良性肿瘤的生长环境较为特殊,且发展蔓延十分缓慢,这就造成其生长病灶和周围皮肤之间的温差数值较小,传统技术无法进行实时性测试,而利用红外探测技术技能明显获取对应问题,优化治疗干预的水平。
三、红外探测技术的未来应用展望
        一方面,红外探测技术将向着红外焦平面陈列技术发展,实现智能化、集成化、新型材料并行的应用模式[4]。
        另一方面,红外光电子物理技术、双波段探测技术等都将是未来红外探测技术的主要方向,结合不同的目标识别模式就能建立更加完整的技术应用方案。
        除此之外,基于红外探测技术的复合探测方案也受到了广泛关注,融合红外技术、紫外技术、微波处理技术等,建构更加多元化的数据融合控制模式,为综合应用提供保障。
结束语:
        总而言之,红外探测技术的应用和发展是顺应时代进步的必然趋势,将发挥其综合应用价值,向着性能、高集成度、小型化方向转型,为实用化探测工作的全面进步奠定坚实基础。
参考文献:
[1]王刚. 红外探测技术在自动取款机上的应用[J]. 商品与质量,2020(19):58.
[2]陈建军,崔继承,刘嘉楠,等. HgCdTe短波红外焦平面探测器校正技术[J]. 光学学报,2019,39(2):9-14.
[3]李睿智. 硅APD四象限探测器近红外增强技术研究[D]. 四川:电子科技大学,2018.
[4]方志浩,付志凯,张磊,等. 激光抛光技术在红外探测器组件封装中的应用探索[J]. 红外,2020,41(3):28-32.

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