دید در شب با فناوری مادون قرمز برای تصویربرداری دید در شب مادون قرمز
نور مرئی در شب بسیار ضعیف است، اما پرتوهای مادون قرمز نامرئی برای چشم انسان فراوان است. دید مادون قرمز از فناوری تبدیل فوتوالکتریک برای کمک به افراد در مشاهده، جستجو، هدف گیری و رانندگی وسایل نقلیه در شب استفاده می کند. اگرچه مردم خیلی زود پرتوهای مادون قرمز را کشف کردند، اما به دلیل محدودیت اجزای مادون قرمز، توسعه فناوری سنجش از راه دور مادون قرمز بسیار کند است. در سال 1940 بود که آلمان سولفید سرب و چندین ماده انتقال مادون قرمز را توسعه داد که تولد ابزار سنجش از راه دور مادون قرمز امکان پذیر شد. از آن زمان، آلمان برای اولین بار چندین ابزار تشخیص مادون قرمز مانند دستگاه های دید در شب مادون قرمز فعال را توسعه داد، اما هیچ یک از آنها در جنگ جهانی دوم استفاده نشدند. دو نوع ابزار بینایی مادون قرمز وجود دارد: فعال و غیرفعال: اولی از نورافکن مادون قرمز برای تابش هدف استفاده می کند و تابش مادون قرمز منعکس شده را برای تشکیل تصویر دریافت می کند. دومی اشعه مادون قرمز ساطع نمی کند، اما برای تشکیل یک "تصویر حرارتی" به تابش فروسرخ خود هدف تکیه می کند، بنابراین به آن "تصویر حرارتی" نیز می گویند. تصویرگر".
اصل دستگاه دید در شب مادون قرمز
نه تنها طول موج های نور زیادی وجود دارد که چشم ما می تواند ببیند. علاوه بر اینها، امواج بسیار دیگری نیز در اطراف ما وجود دارند. فقط با حواس خودمان نمی توانیم آن را پیدا کنیم. نور مادون قرمز نور ساطع شده از اجسام است که بیش از طول موج طیف رنگ قرمز است. تقریباً همه اشیاء دارای نور مادون قرمز، یعنی تابش حرارتی، حتی فضای وسیع خواهند بود. تشعشع وجود دارد. از آنجایی که همه چیز در جهان دارای تابش حرارتی است. سپس می توانیم از این اشتراک برای مشاهده اجسام با توجه به دمای جسم مختلف استفاده کنیم. چشم مردم عادی نمی تواند اشعه مادون قرمز را حس کند، بنابراین مردم نمی توانند اشیا را بدون نور منعکس شده در تاریکی ببینند و هر دمایی بالاتر از صفر مطلق است. همه اشیاء، از جمله بدن شما، نور مادون قرمز ساطع می کنند. بنابراین، دستگاهی که می تواند پرتوهای مادون قرمز را حس کند برای تشخیص پرتوهای مادون قرمز استفاده می شود و سپس سیگنال آنالوگ تحت روش های پردازش تصویر مانند حذف نویز پس زمینه، تقویت و فیلتر قرار می گیرد تا طرح کلی جسم شناسایی شده را بازیابی کند. اما بازتولید رنگ دشوار است، بنابراین تصاویری که توسط مادون قرمز دیده می شوند به ندرت رنگی هستند.
فناوری تصویربرداری دید در شب مادون قرمز
فناوری دید در شب مادون قرمز، فناوری اولیه تصویربرداری دید در شب مادون قرمز فعال و فناوری مادون قرمز غیرفعال (تصویربرداری حرارتی) فعلی را تجربه کرده است. آشکارساز مادون قرمز در ابتدا یک آشکارساز واحد بود و بعداً به منظور بهبود حساسیت و وضوح به یک آشکارساز آرایه خطی چند عنصری تبدیل شد و اکنون به یک آشکارساز مادون قرمز با آرایه چند عنصری تبدیل شده است. سیستم های مربوطه جهشی از تشخیص نقطه ای به تصویربرداری حرارتی از اهداف را انجام داده اند.
(1) فناوری تبدیل تصویر مادون قرمز فعال (نزدیک منطقه مادون قرمز).
این فناوری از اصل تبدیل تصویر فوتوالکتریک برای تحقق رصد در شب استفاده می کند. این نوع ابزار شامل دو بخش است: یک منبع نور مادون قرمز و یک عینک دید در شب حاوی یک لوله تصویر متغیر. منبع نور مادون قرمز هدف را روشن می کند و عینک دید در شب تصویر مادون قرمز نامرئی را به تصویر قابل مشاهده تبدیل می کند. این نوع فناوری در اواخر دهه 1930 مورد مطالعه قرار گرفت و در جنگ جهانی دوم توسعه و به کار گرفته شد. دوربین های تفنگ مجهز به عینک دید در شب مادون قرمز فعال به طور گسترده در تئاتر اقیانوس آرام استفاده می شود. در حوالی دهه 1960، این فناوری بالغ شد و فاصله مشاهده میتوانست به 3،{3}} متر برسد. پس از آن، به طور گسترده با نیرو مجهز شد، اما به دلیل حساسیت کم، انتشار حرارت زیاد، مصرف انرژی بالا، بدنه بزرگ، وزن زیاد، فاصله مشاهده محدود و نوردهی آسان، پاشنه آشیل به تدریج جایگزین دید در شب شد. فناوری بعدها توسعه یافت و اکنون تنها تعداد کمی از کشورها دارای تعداد کمی تجهیزات هستند.
(2) فناوری دید در شب مادون قرمز غیرفعال (مناطق مادون قرمز میانی و دور)
دوربین تصویربرداری حرارتی مادون قرمز یکی از امیدوارکننده ترین آشکارسازهای مادون قرمز است که جهت توسعه تجهیزات دید در شب را نشان می دهد. این دستگاه از یک دستگاه نیمه هادی اثر فوتوالکتریک داخلی به عنوان آشکارساز برای تبدیل تصویر تشعشعی صحنه به تصویر شارژ استفاده می کند و پس از پردازش اطلاعات توسط دستگاه نمایشگر به تصویر قابل مشاهده تبدیل می شود. برخی از مدل های معمولی عبارتند از:
ANS/pAS{0} «دید سلاح حرارتی (TWS)» که توسط Raythe Systems ایالات متحده برای ارتش ایالات متحده توسعه یافته است، پیشرفتهترین دستگاه دید در شب مادون قرمز غیرفعال تاکنون است. این یک فناوری مادون قرمز نسل دوم آیندهنگر است. سیستم رؤیت تصویربرداری حرارتی. فن آوری های مورد استفاده در این سیستم عبارتند از: فناوری صفحه کانونی تلورید کادمیوم با حساسیت بالا برای دستیابی به اهداف از راه دور در تلسکوپ های کوچک. اپتیک دودویی سبک و با انتقال بالا در محفظه های پلاستیکی پیشرفته. اندازه کوچک، مصرف برق کم اجزای الکترونیکی یکپارچه در مقیاس بسیار بزرگ (VLSI). عملکرد بی صدا، قابلیت اطمینان بالا، خنک کننده ترموالکتریک به اندازه انگشت شست. مصرف انرژی کم، نمایشگر دیود ساطع نور بالا (LED).
