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短波红外、中波红外、长波红外波段范围详解

创作时间:
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@小白创作中心

短波红外、中波红外、长波红外波段范围详解

引用
1
来源
1.
https://www.highlightoptics.com/Technology/2335.html

红外辐射是一种电磁波,位于太赫兹THz波段与可见光的红光波段之间,780nm1mm,相应频率处于300GHz到400THz之间。短波中波长波红外三个波段,位于可见光和电磁波通信波段之间,波长范围0.7815μm。

短波红外、中波红外、长波红外波段范围

短波红外(SWIR)、中波红外(MWIR)和长波红外(LWIR)是红外辐射的三个主要波段,它们的划分主要基于探测器材料对红外光的响应特性。不同领域和机构对这些波段的具体范围可能略有差异,但通常可以参考以下定义:

  • 短波红外(SWIR):波长范围为0.78~3μm
  • 中波红外(MWIR):波长范围为3~8μm
  • 长波红外(LWIR):波长范围为8~15μm

红外辐射的历史发现

红外辐射的发现可以追溯到1800年,当时Friedrich Wilhelm Herschel在研究太阳光谱时发现,红光之外存在一种不可见的辐射,这种辐射能够产生热量。这一发现标志着红外辐射研究的开始。

到了19世纪后半叶,科学家们逐渐认识到热辐射与可见光、无线电波等其他电磁波在本质上具有相似性。此后,KIRCHHOFF、STEFAN、BOLTZMANN、WIEN和PLANCK等科学家陆续揭示了辐射的相关规律。

红外探测器材料及其应用

红外探测器材料的选择对于不同波段的红外辐射探测至关重要。以下是几种常见的红外探测器材料及其应用范围:

材料
化学式
波段
应用
硫化铅
PbS
1μm~3μm
常用于红外探测、制导、引信、跟踪、预警、测温等领域
硒化铅
PbSe
3μm~5μm
红外探测器,热成像,光伏电池,光谱分析
抗体化铟
InSb
3μm~5μm
3μm~5μm波段应用最广的探测器,热成像、制导等
碲镉汞
HgCdTe
3μm-5μm,8μm-14μm
红外探测器,热成像与监控,环境检测,医疗成像等
锗掺汞
Ge:Hg
8μm~14μm
红外探测器,低噪声检测,激光雷达等
硅掺镓
Si:Ga
0.8μm-1.6μm
红外传感器,太阳能电池,光电二极管等
氧化钒
VOx
8μm~14μm
非制冷红外探测器,热敏传感器等
非晶硅
a-Si
8μm~14μm
非制冷型红外探测器,光伏,传感器等

红外波段的详细分类

除了SWIR、MWIR和LWIR之外,红外波段还可以进一步细分为近红外(NIR)、中红外(MIR)和远红外(FIR)。不同领域的应用可能会采用不同的分类方法,但通常可以参考以下划分:

  • 近红外(NIR):波长范围为0.78~1.4μm,常用于光纤通信和夜视设备。
  • 短波红外(SWIR):波长范围为1.4~3μm,主要用于远距离通信。
  • 中波红外(MWIR):波长范围为3~8μm,广泛应用于红外追热导向导弹技术。
  • 长波红外(LWIR):波长范围为8~15μm,主要用于热成像。
  • 远红外(FIR):波长范围为15~1000μm。

这种详细的分类有助于更好地理解红外技术在不同领域的具体应用。

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