濾光片在紅外光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用與科普
紅外線又叫紅外光，是波長(zhǎng)比可見(jiàn)光要長(zhǎng)的電磁波（光），波長(zhǎng)位于1毫米到770納米之間，光譜上處于紅色光的外側(cè)。紅外光在多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，其中濾光片作為紅外光學(xué)系統(tǒng)中的重要元件，發(fā)揮著不可或缺的作用。
紅外輻射IR light,IR radiation是波長(zhǎng)大于紅色光波長(zhǎng)的一定范圍的電磁輻射，波長(zhǎng)為780～106nm,分為近紅外(代號(hào)IR-A，波長(zhǎng) 780～1500nm,NIR)、中紅外(IR-B,1500～6000nm,MIR)、 遠(yuǎn)紅外(IR-C,6000～14000nm,FIR)3個(gè)波段。相應(yīng)的紅外光源分別稱(chēng)之為近紅外、中紅外和遠(yuǎn)紅外光源。紅外光源常用于加熱、理療、夜視、通訊、導(dǎo)航、植物栽培和禽畜飼養(yǎng)等。
紅外光是英國(guó)科學(xué)家赫歇爾1800年在實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)的.它是波長(zhǎng)比紅外長(zhǎng)的電磁波,具有明顯的熱效應(yīng),使人能感覺(jué)到而看不見(jiàn).科學(xué)家發(fā)現(xiàn),一定波長(zhǎng)的光(可見(jiàn)光或不可見(jiàn)光) 照射到某些金屬等材料表面時(shí),金屬等材料會(huì)發(fā)射電子流,稱(chēng)為光電效應(yīng).
自然界的任何物體都是紅外光輻射源,時(shí)時(shí)刻刻都在不停地向外輻射紅紅外夜視儀外光.利用紅外光的光電效應(yīng),人們制成了紅外夜視儀.它有能源(配備人工紅外線光源)紅外夜視儀和無(wú)源兩種類(lèi)型.紅外夜視儀將自然界物體輻射(或反射)出來(lái)的、人眼看不見(jiàn)的紅外光,通過(guò)光電望遠(yuǎn)鏡的物鏡,投射到光電變換器的光電陰極上。在這個(gè)過(guò)程中，濾光片發(fā)揮了關(guān)鍵作用，它可以選擇性地讓特定波長(zhǎng)的紅外光通過(guò)，濾除其他波長(zhǎng)的光線，從而提高紅外夜視儀的成像質(zhì)量和清晰度。
根據(jù)光電效應(yīng),這時(shí)就有電子流從光電陰極跑出來(lái),并以很快的速度射向帶正電的熒光屏.在電子射向熒光屏的途中,科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種電子透鏡,它使電子按一定的路線射向熒光屏,同時(shí)把被物鏡翻轉(zhuǎn)的倒立像 再翻轉(zhuǎn)為正像.為了更好地觀察所得到的像,在熒光屏和眼睛之間裝一目鏡,這樣通過(guò)光電望遠(yuǎn)鏡就可以清楚地看出夜間的景物。
此外，濾光片還廣泛應(yīng)用于紅外攝像機(jī)和紅外照相機(jī)中，這些設(shè)備不僅可以在黑暗中拍攝照片和視頻，還可以透過(guò)薄霧和海水進(jìn)行拍攝，甚至能夠捕捉到人或物剛離開(kāi)時(shí)所留下的痕跡。濾光片的存在使得這些設(shè)備能夠更準(zhǔn)確地捕捉到所需的紅外光信號(hào)，提高拍攝的精度和可靠性。
根據(jù)同樣道理,科學(xué)家還研制出紅外攝像機(jī)和紅外照相機(jī).它們不僅可以在黑暗中攝象和照相,還可以透過(guò)薄霧和海水?dāng)z象和照相,甚至可以對(duì)人或物剛離開(kāi)時(shí)所留下的痕跡攝象照相.因?yàn)槿送Ａ暨^(guò)的地方溫度比周?chē)詾楦咭稽c(diǎn),能發(fā)出稍強(qiáng)的紅外光.利用這些技術(shù),人們可以診斷疾病,探測(cè)材料損傷,偵察敵情等等.現(xiàn)在,人們通過(guò)飛機(jī)、衛(wèi)星上的紅外遙感探測(cè)器,可以從高空發(fā)現(xiàn)大森林里一個(gè)掉在地上的香煙頭所發(fā)出的紅外光.紅外遙感分辨力高,能晝夜工作,這在地質(zhì)勘探、環(huán)境保護(hù)、軍事偵察上已被廣泛應(yīng)用。在這個(gè)過(guò)程中，濾光片同樣發(fā)揮著重要的作用，它幫助探測(cè)器更準(zhǔn)確地識(shí)別和提取目標(biāo)物體的紅外光信號(hào)，為后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和分析提供了可靠的依據(jù)。
綜上所述，濾光片在紅外光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，它不僅是紅外夜視儀、紅外攝像機(jī)和紅外照相機(jī)等設(shè)備的關(guān)鍵元件，也是紅外遙感探測(cè)器等高端技術(shù)中不可或缺的一部分。隨著科技的不斷發(fā)展，濾光片的技術(shù)和性能也將不斷提升，為紅外光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用提供更加精準(zhǔn)、可靠的支持。