西安,电子科技大学,《红外物理》 .pdf

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第一次课

1、学习教学大纲

1.1课程的教学目标与任务

教学目标：在系统介绍基础理论和基本原理的基础上，注重结合典

型实例进行讲解，使学生对红外装置和设备的基本组成、性能特征以及

在国防和工农业上的应用有直观的了解，培养学生分析问题和解决问题

的能力。

教学任务：使学生对红外探测、红外测温、红外光谱测量以及红外

成像等装置和设备的基本组成、工作原理、技术特点、性能表征和应用

领域有比较全面而系统的了解，为红外技术的应用打下必要的基础。

1.2课程内容及基本要求

概论

介绍红外系统的基本概念，红外仪器的基本结构、基本特性和应用

领域；同时介绍红外技术的发展历史和发展趋势。

红外光学系统

介绍红外光学系统的构成原理，影响红外光学系统像质的品质参数

和评价方法；介绍典型的反射式系统、折反式系统、折射式系统和辅助

光学系统以及光学扫描系统。

辐射调制与调制盘

介绍红外辐射调制的基本概念，调制盘的作用、分类和工作原理，

几种典型的调幅式调制盘、调频式调制盘、脉冲编码式调制盘、调相式

调制盘和脉冲调宽式调制盘。

红外探测系统简介

介绍典型红外探测系统的结构组成、工作原理、技术要求和性能指

作者何国经

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标。

红外热成像系统简介

介绍红外热成像系统的发展历史、结构组成、工作原理、技术要求

和性能指标。

1.3考核方式

笔试：半开卷

各教学环节占总分的比例：平时测验及作业：20%，期末考试：80%。

2、绪论

2.1红外系统的发展历史及红外技术的应用

2.1.1红外探测器的发展

红外探测器是红外仪器的最基本、最关键的部件。红外技术的发展

总是与红外探测器的改进息息相关，每一种新型红外探测器的问世，必

然导致红外科学技术的进一步发展。

温度计（1800赫谢耳最原始的红外探测器）——温差热电偶、热电

堆（19.30测温灵敏度提高40倍）——测辐射热计（19.80灵敏度又提

高30倍）——硫化铅探测器（20.40光子探测器，标志着现代红外技术

发展的开始）——锑化铟探测器（20.50灵敏度更高）——碲镉汞三元

化合物探测器（20.60探测率达到理论极限）——多元探测器（扫描、

扫积SPRITE、焦平面阵列）＝＝＝热释电探测器（室温工作，不需制

冷；热灵敏度、响应速度一般）

2.1.2红外技术的发展与应用

最初（19世纪），天文天体红外辐射研究，化工中利用红外光谱进行

物质分析。

红外技术的真正实际应用是从20世纪开始的。首先是军事上的应用。

作者何国经

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红外技术的特点（隐蔽性、黑暗中工作等）为其军事应用奠定了基础。

第一次世界大战红外设备以闪烁器、搜索装置等形式投入了战争，二战

时，德国首先研制出红外变像管并投入应用。二战期间，美国和德国投

入大量人力物力研究红外装备，战后，前苏联也开始大力发展红外技术

的研究。

20世纪50年代以后，随之红外探测技术的发展，红外在军事上的应

用更加广泛。响尾蛇导弹使用了红外制导装置，U－2间谍飞机安装了红

外照相机。——前视红外装置（FLIR）的发展，能在1.5Km上空探测到

人、小型汽车，在2.0Km高空分辨出车，探测到水下40m的潜艇。—