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红外串行通信

红外串行通信
红外串行通信

0 引言随着现代新技术的发展,电子产品的使用功能越来越多,各种无线通信技术不断在填充生产生活的各个领域。红外通讯以红外线作为通讯载体,通过红外光在空中的传播来传输数据,它由红外发射器和红外接收器来完成。在发射端,发送的数字信号经过适当的调制编码后,送入电光变换电路,经红外发射管转变为红外光脉冲发射到空中;在接收端,红外接收器对接收到的红外光脉冲进行光电变换,解调译码后恢复出原信号。红外通讯作为一种数据传输手段,可以在很多场合应用,如家电产品、娱乐设施的红外遥控,水、电、煤气耗能计量的自动抄表等。特别是在电子电力行业,使用红外技术进行通讯的产品越来越多,人们可以利用红外技术对产品进行短距离抄控,非常简洁方便。串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议,大多数计算机包含一个基于RS 232的串口。串口通信的概念非常简单,串口按位(bit)发送和接收字节。本文所讲的通信使用3根线完成:地线;发送;接收。由于串口通信是异步的,端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。1 PC机RS232接口 PC机232串行口一般为DB9(针)型连接器,其针脚功能定义如下所示:(1)载波检测(CD); (2)接受数据(RXD); (3)发出数据(TXD); (4)数据终端准备好(DTR);

(5)信号地线(SG); (6)数据准备好(DSR); (7)请求发送(RTS); (8)清除发送(CTS); (9)振铃指示(RI)。2 单片机电路设计2.1 电平转化由于RS 232信号的电平和单片机串口信号的电平不一致,必须进行二者之间的电平转换,常用MAX232来实现RS232/TTL 电平转化。MAX232 内部结构有三个部分:(1)电荷泵电路。由1~6引脚和4个电容搭建组成。(2)数据转换通道。由7~14 管脚组成两个数据通道。RS 232数据从

R1in,R2in输入转换成TTL/COMS数据后从R1out,R2out输出;TTL/COMS数据从T1in,T2in输入转换成RS 232数据从T1out,T2out送到电脑DB9口。(3)外部供电电路。外部供电是利用电脑USB 输出+5 V 电源有效电源,不但节约该电路设计篇幅,并且在实际制作时节约体积,其电路原理如图1所示。

2.2 红外发射部分红外发射端发送数据时,是将待发送的二进制数据调制成一系列的脉冲串信号后发射出去,红外载波为频率38 kHz的方波。红外载波可以使用单片机内部的定时器的PWM功能实现,也可以通过外围硬件电路实现,这里采用38 kHz 晶振产生稳定的振荡信号,采用CD4069非门电路通过一系列转化实现方波振荡信号,与经过电平转换后的COMS数据信号叠加来实现驱动三极管导通,从而实现

TSAL6200 红外发射二极管将周期的电信号转变成一定频率的红外光信号发出,见图2.

2.3 红外接收部分红外接收采用HS0038B 红外接收器,红外接收电路的原理是:当接收到38 kHz 的载波信号,HS0038B接收器会输出低电平,否则输出高电平,从而可以将红外光信号解调成一定周期的连续方波信号,经单片机处理,便可以恢复出原数据信号。HS0038B是能够接收红外信号的小型化接收器件,它的环氧包装可以作为红外过滤器,因此不需要再加红外过滤装置。最大的优点是,在干扰很强的环境中输出也很稳定。电路设计如图3 所示,本文中采用CD4093 逻辑与非门芯片与HS0038B接收器搭建电路输出数据,同时利用芯片其他组管脚对MAX232输出的转换电平数据进行自锁,避免信号自发自收。

2.3 电源部分通过电解电容低频滤波和陶瓷贴片电容高频滤波后得到比较纯正的电源信号,如图4所示。

3 结语红外通讯适合于需短距离传输数据的场合,特别是那些有线通讯实现困难或者便携性要求较高的场合。本文介绍了基于MAX 232电平转化芯片和门电路芯片实现232信号转换红外通讯的电路设计,该电路已经在现实中得到应用并有很好的使用效果。

红外透波材料的研究发展

红外透波材料的研究发展 摘要:红外透波材料是指对红外线透过率高的材料,是红外技术的应用基础之一。本文介绍了几类常用红外透过材料的基本性质,简述了其制备技术及发展现状,并讨论了各自存在问题,并对红外透波材料未来发展进行了展望。 关键词:红外透波材料;玻璃;晶体;陶瓷;制备技术 1引言 目前,红外技术与激光技术并驾齐驱,在军事上占有举足轻重的地位。红外成像、红外侦察、红外跟踪、红外制导、红外预警、红外对抗等在现代和未来战争中都是很重要的战术和战略手段。在二十世纪70年代以后,军事红外技术又逐步向民用部门转化。标志红外技术最新成就的红外热成像技术,与雷达、电视一起构成当代三大传感系统,尤其是焦平面列阵技术的采用,将使发展成可与眼睛相媲美的凝视系统。而红外透波材料是红外热成像系统的光学元件的重要材料。红外透波材料不但要求具有高性能、小体积,还要造价低。高性能主要包括:结构完整、组分均匀以免发生散射,在测量波段内具有高红外透射率;热稳定性好,透射比和折射率不应随温度变化而变化;载流子寿命长,不宜潮解,耐酸碱腐蚀性好;力学性能优良,可以承受高运动的速压载荷等。 2 红外透波材料的特征值 透过率 一般透过率要求在50%以上,同时要求透过率的频率范围要宽。红外透波材料的透射短波限,对于纯晶体,决定于其电子从价带跃迁到导带的吸收,即其禁带宽度。透射长波限决定于声子吸收,和晶格结构及平均原子量有关。 折射率和色散 不同材料用途不同,对折射率的要求也不相同。对于窗口和整流罩的材料要求折射率低,以减少反射损失。对于透镜、棱镜、红外光学系统要求尽量高的折射率。 发射率 对红外透波材料的发射率要求尽量低,以免增加红外系统的目标特征,特别是军用系统易暴露。 其他 和选择其他光学材料一样,都要注意其力学、化学、物理性质,要求温度稳定性好,对水、气稳定,力学性质主要有弹性模量、扭转刚度、泊松比、拉伸强度和硬度。物理性质包括熔点、热导率、膨胀系数及可成型性。此外要强调的物性是材料的热导率要高,特别是用于高速飞行器的时候。 3 红外透波材料的种类 玻璃 玻璃的光学均匀性好,易于加工成型,价格便宜。缺点是透过波长较短,使用温度低于500℃。目前研究的红外透波玻璃材料主要有:氧化物红外玻璃、硫系玻璃和氟化物玻璃。

红外遥感

单片机系统课程设计报告书 题目:基于单片机的红外遥控器控制继电器的设计 院系名称:信息工程学院 专业名称:电子信息工程 班级: 学号: 姓名: 指导教师

目录 1 选题意义............................................................................................... 错误!未定义书签。 2 系统总体设计....................................................................................... 错误!未定义书签。 2.1总体设计思路............................................................................ 错误!未定义书签。 2.2 设计原理框图........................................................................... 错误!未定义书签。 3 硬件电路设计原理............................................................................... 错误!未定义书签。 3.1 单片机最小系统设计............................................................... 错误!未定义书签。 3.2 设计电路图............................................................................... 错误!未定义书签。 4 软件设计............................................................................................... 错误!未定义书签。 4.1 设计思路................................................................................... 错误!未定义书签。 4.2 程序代码................................................................................... 错误!未定义书签。 5 仿真调试结果....................................................................................... 错误!未定义书签。 5.1系统设计与仿真........................................................................ 错误!未定义书签。 6 收获体会............................................................................................... 错误!未定义书签。参考文献................................................................................................... 错误!未定义书签。

常见国产卫星遥感影像数据的简介

北京揽宇方圆信息技术有限公司 常见国产卫星遥感影像数据的简介 本文介绍了常见国产卫星数据的简介、数据时间、传感器类型、分辨率等情况。 中国资源卫星应用中心产品级别说明 ◆1A级和1C级产品均为相对辐射校正产品,只是不同卫星选用的生产参数不同。 ◆2级,2A级和2C级产品均为系统几何校正产品,只是不同卫星选用的生产参数不同。 其中: ■GF-1卫星和ZY3卫星归档产品为1A级,ZY1-02C卫星数据归档产品级别为1C级,其他卫星归档级别为2级! ◆归档产品是指:该类产品已经存在于系统中,仅需要从存储系统中迁移出来.即可供用户下载的数据。 ◆生产产品是指:该类产品不是已经存在的产品,需要对原始数据产品进行生产,然后再提供给用户下载的数据。

■当用户需要的产品级别是上述归档的级别,直接选择相应的产品级别,然后查询即可! ■当用户需要的产品级别不是上述归档的级别,就需要进行生产.本系统提供GF-1卫星和ZY3卫星2A级的生产产品,ZY1-02C卫星2C级的生产产品,在选择需要的级别查询后,无论有没有数据,在查询结果页上方有一个“查询0级景”按钮,点击此按钮后,进行数据查询,如果有数据,选择需要的产品直接订购,即可选择需要的产品级别。 国产卫星 一、GF-3(高分3号) 1.简介 2016年8月10日6时55分,高分三号卫星在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭成功发射升空。 高分三号卫星是中国高分专项工程的一颗遥感卫星,为1米分辨率雷达遥感卫星,也是中国首颗分辨率达到1米的C频段多极化合成孔径雷达(SAR)成像卫星,由中国航天科技集团公司研制。 2.数据时间 2016年8月10日-现在 3.传感器 SAR:1米 二、ZY3-02(资源三号02星) 1.简介 资源三号02星(ZY3-02)于2016年5月30日11时17分,在我国在太原卫星发射中心用长征四号乙运载火箭成功将资源三号02星发射升空。这将是我国首次实现自主民用立体测绘双星组网运行,形成业务观测星座,

红外光学材料大全

红外光学材料 1,进口CVD硒化锌(ZnSe)红外光学材料 CVD硒化锌(ZnSe)是一种化学惰性材料,具有纯度高,环境适应能力强,易于加工等特点。它的光传输损耗小,具有很好的透光性能。是高功率CO2激光光学元件的首选材料。由于该红外材料的折射率均匀和一致性很好,因此也是前视红外(FLIR)热成像系统中保护窗口和光学元件的理想材料。同时,该材料还广泛用于医学和工业热辐射测量仪和红外光谱仪中的窗口和透镜。 CVD ZINC SELENIDE Transmission Wavelength in Micrometers (t=8mm) 光学性质: 透过波长范围0.5μm---22μm 折射率不均匀性(Δn/n)<3×10- 吸收系数(1/cm) 5.0×10-3@1300nm 7.0×10-4@2700nm 4.0×10-4@3800nm 4.0×10-4@5250nm 5.0×10-4@10600nm 热光系数dn/dT(1/k,298—358k) 1.07×10-

折射率n随波长的变化(20℃) 理化性质: 激光损伤阈值:(10600nm脉冲激光,脉冲宽度=15μs) 2,进口CVD硫化锌(ZnS)红外光学材料

CVD硫化锌是一种化学惰性材料,具有纯度高,不溶于水,密度适中,易于加工等特点,广泛应用于红外窗口,整流罩和红外光学元件的制作。和硒化锌(ZnSe)一样,硫化锌(ZnS)也是一种折射率均匀性和一致性好的材料,在8000nm—12000nm波段具有很好的图像传输性能,该材料在中红外波段也有较高的透过率,但随着波长变短,吸收和散射增强。与硒化锌(ZNSE)相比,硫化锌的价格低,硬度高,断裂强度是硒化锌的两倍,抗恶劣环境的能力强,非常适合用于制造导弹整流罩和军用飞行器的红外窗口。 透过率曲线: CVD ZINC SULFIDE Transmission(CVD硫化锌) Wavelength in Micrometer (t =6mm) CLEARTRAN Transmission(多光谱CVD硫化锌) Wavelength in Micrometers (t=9.4mm) CVD硫化锌多光谱CVD硫化锌 密度(g . cm-3 @ 298k) 4.09 4.09 电阻率(Ω. Cm) ~1012~101.3

红外光学玻璃与红外晶体材料光学特性

一、红外光学玻璃与红外晶体材料光学特性: 1.晶体材料 晶体材料包括离子晶体与半导体晶体离子晶体包括碱卤化合物晶体, 碱土—卤族化合物晶体及氧化物及某些无机盐晶体。半导体晶体包括Ⅳ族单元素晶体、Ⅲ~Ⅴ族化合物和Ⅱ~Ⅵ族化合物晶体等。离子型晶体通常具有较高的透过率, 同时有较低的折射率, 因而反射损失小, 一般不需镀增透膜, 同时离子型晶体光学性能受温度影响也小于非离子型晶体。半导体晶体属于共价晶体或某种离子耦合的共价键晶体。晶体的特点是其物理和化学特性及使用特性的多样性。晶体的折射率及色散度变化范围比其它类型材料丰富得多。可以满足不同应用的需要, 有一些晶体还具备光电、磁光、声光等效应, 可以用作探测器材料。[1] 按内部晶体结构晶体材料可分为单晶体和多晶体 ①单晶体材料 表1.1 几种常用红外晶体材料[1] 名称化学组成透射长波限/μ m 折射率/4.3μm硬度/克氏密度/(g·cm-3)溶解度 /(g·L-3)H2O 金刚石C30 2.48820 3.51不溶锗Ge25 4.02800 5.33不溶硅Si15 3.421150 2.33不溶石英晶体SiO2 4.5 1.46740 2.2不溶兰宝石Al2O3 5.5 1.681370 3.98不溶氟化锂LiF8.0 1.34110 2.600.27氟化镁MgF28.0 1.35576 3.18不溶氟化钡BaF213.5 1.4582 4.890.17氟化钙CaF210.0 1.41158 3.180.002溴化铊TLBr34 2.35127.560.05金红石TiO2 6.0 2.45880 4.26不溶砷化镓GaAs18 3.34(8μm)750 5.31不溶氯化钠NaCl25 1.5217 2.1635 硒化锌ZnSe22 2.4150 5.27不溶锑化铟InSb16 3.99223 5.78不溶硫化锌ZnS15 2.25354 4.09不溶KRS-5TLBr-TLI45 2.38407.370.02 KRS-6TLBr-TLCl30 2.19357.190.01 ②多晶体材料

热红外遥感

熟悉envi处理热红外遥感的影像步棸 实验一: 一:实验内容:定位查找像元,快速查找像元,察看像元的剖面图以及投影的设置。二:实验步骤: 1.右击图片,打开piexl locator 修改sample line 单击apply 象元值查找 右击cursor location拖动鼠标,象元值会随着光标的移动而改变 2.剖面图 右击图像单击spectral profile 单击option<

打开basic tools 《convert data 选择刚刚投影后保存的文件单击OK 选择bil或bip 格式单击OK 打开投影后图片,查看象元值与投影前比较。 三、实验感想:在熟悉envi软件基础上,再次学习envi的一些操作,变得简单。实验在掌握步骤的基础上要了解实验的原理,如像元剖面图是像元在不同波段上得值。 实验二: 一、实验内容:投影设定,不同波段图像噪音的查看,监督分类图像的选择,非监 督分类与监督分类。 二、实验步骤: 1.地图投影的定义

单击map geoference aster geoference data 通过我截的图可以看见图像有了投影信息: 2.查看噪音选择噪音少得图像Basic tools statistics compute statistics

红外遥感技术及其应用

热红外遥感技术及其应用 红外遥感是指传感器工作波段限于红外波段范围之内的遥感。探测波段一般在0.76——1000微米之间,是应用红外遥感器探测远距离外的植被等地物所反射或辐射红外特性差异的信息,以确定地面物体性质、状态和变化规律的遥感技术。因为红外遥感在电磁波谱红外谱段进行,主要感受地面物体反射或自身辐射的红外线,有时可不受黑夜限制。又由于红外线波长较长,大气中穿透力强,红外摄影时不受烟雾影响,透过很厚的大气层仍能拍摄到地面清晰的像片。用于红外遥感的传感器有黑白红外摄影、彩色红外摄影、红外扫描仪和红外辐射计。 红外遥感技术(thermal infrared remote sensing)利用电磁波谱中8~14μm热红外波段本身和在大气中传输的物理特性的遥感技术统称。所有的物质,只要其温度超过绝对零度,就会不断发射红外能量。常温的地表物体发射的红外能量主要在大于3μm的中远红外区,是热辐射。它不仅与物质的表面状态有关,而且是物质内部组成和温度的函数。在大气传输过程中,它能通过3-5μm和 8-14μm两个窗口。热红外遥感就是利用星载或机载传感器收集、记录地物的这种热红外信息,并利用这种热红外信息来识别地物和反演地表参数如温度、湿度和热惯量等。 红外遥感探测的应用 随着科学技术的进步,光谱信息成像化,雷达成像多极化,光学探测多向化,地学分析智能化,环境研究动态化以及资源研究定量化,大大提高了遥感技术的实时性和运行性,使其向多尺度、多频率、全天候、高精度和高效快速的目标发展,例如在水质监测、裸土湿度、遥感考古、赤潮遥感监等等,这些技术的发展极大地促进了生产生活的进步,。下面将简略介绍这几项技术。 1 遥感技术在水质监测中的应用 1.1 水体遥感监测原理利用遥感技术进行水环境质量监测的主要机理是被污染水体具有独特的有别于清洁水体的光谱特征,这些光谱特征体现在其对特定波长的光的吸收或反射,而且这些光谱特征能够为遥感器所捕获并在遥感图像中体

红外可视距离与红外距离之间的区别

红外可视距离与红外距离之间的区别 红外距离指的是红外光所达到的距离,从几米到几百米,甚至是数公里。而夜间可视距离是通过监视器所能够看到的清晰有效最大距离,是由红外灯的发光距离、摄像机的感红外程度、现场反射红外情况、供电电源的质量及镜头的匹配情况来决定的。它们之间相互的结果就像电脑的CPU、内存、芯片组的匹配情况一样,任何一个环节工作效率的降低都会使整个系统的效率降低。 现在有许多经销商以及厂家为了使自己的产品能在竞争中处于优势地位,都成几倍的夸大自己产品的性能,并且只给出产品的红外距离,只字不提客户真正想要的清晰可视距离,以至于现在的红外一体机都标称能看到200多米了。 较好的感红外摄像机(注:在这里所指的是彩色转黑白摄像机)配合远距离红外灯以及相应焦距的镜头,最远也只能看到150米左右,即使再增大红外灯的米数,也只是在光强度有所改变,距离上并改变不了多少,这是因为彩色摄像机的感红外程度是随着距离而呈递减态势,彩色摄像机CCD的原理也决定了彩色摄像机的感红外程度不如黑白摄像机。而现在客户实际工程中使用的大部分都是彩色转黑白摄像机,此时的红外可视距离和红外距离有很大差别。红外可视距离在工程中的实际意义远甚于红外距离。 那么,红外灯真的有固定照射距离吗?红外夜视监控就是红外灯技术吗?从某一方面来看,红外灯不存在固定的照射距离。客观地说,红外灯要想达到效果,需要优秀的摄像机和性能出色的红外镜头,最好是搭配0.001勒克思以上的红外感应摄像机,最好是黑白的,需要特别的红外镜头,红外透过率达到百分之九十五以上。问题是,这种摄像机一般价格昂贵,而真正红外透过率达到百分之九十五以上的镜头更是比较难做。所以,能够最大限度提高红外灯在标称距离内的发光强度则是我们首要考虑的,我们要求做到即便客户是使用普通彩转黑摄像机和普通镜头也能达到一个比较满意的效果。 1、红暴问题:有些厂家把能不能做出无红暴红外灯当做一个技术问题来宣传,好像有红暴就是低技术,没有红暴就是高技术。其实,有没有红暴只是一个选择问题,并不是技术问题。我们知道,波长超过700nm的光线叫做红外线,900nm 以上的红外线基本没有红暴,波长越短(越接近可见光),红暴越强,同时,摄像机感应红外线效率也越高。现在市场上有两种主流红外灯,一种是有轻微红暴的,波长在850nm左右,一种是没有红暴的,波长在940nm左右。同一款摄像机,在850nm波长的感应度,比在940nm波长的感应度要好到10倍。所以850nm这种有轻微红暴的红外灯拥有更高的效率,已被做为红外夜视监控的首选。 2、寿命问题:摄像机的使用寿命可达10年以上,红外灯的寿命是否也能达到这个水平? 正确回答这个问题,首先要了解目前红外灯的制造原理。目前红外灯主要由三种模式制造:1、卤素灯,2、多芯片LED,3、单芯片LED。卤素灯是一个十分古老的技术,能耗高,发热量惊人,使用寿命很短,因其使用效率低下,并不能够做到很远距离,现在已基本退出市场。多芯片LED是一个很“概念”的说法。多芯片LED主要有两种,一种是“食人鱼”,包含4到8棵芯片,另外一种是阵列式发光片,含有10棵到30棵芯片。为什么做多芯片呢?他们认可的理论是:红外灯照射距离不够是因为能量不够,更多的芯片集合在一起,当然能量就大,也就认为照射距离更远!这可真是典型的外行技术理论。当然,更远的距离需要更大

常见光学材料简介

常见光学材料简介 透镜是光学实验中的主要元件之一,可采用多种不同的光学材料制成,用于光束的准直、聚焦、成像。Newport提供的各种球面和非球面透镜,主要制作材料有BK7玻璃、紫外级熔融石英(UVFS)、红外级氟化钙(CaF2)、氟化镁(MgF2),以及硒化锌(ZnSe)。在从可见光到近红外小于2.1μm的光谱范围内,BK7玻璃具有良好的性能,且价格适中。在紫外区域一直到195nm,紫外级熔融石英是一种非常好的选择。在可见光到近红外2.1μm范围内,熔融石英具有比BK7玻璃更高的透射率,更好的均匀度以及更低的热膨胀系数。氟化钙和氟化镁则适用于深紫外或红外应用。 本文将对这些常见光学材料的性质和应用进行介绍,并列出了一些基本的材料参数,如折射率、透射率、反射率、Abbe数、热膨胀系数、传导率、热容量、密度、Knoop硬度,及杨氏模量。 BK7玻璃 BK7是一种常见的硼硅酸盐冕玻璃,广泛用作可见光和近红外区域的光学材料。它的高均匀度,低气泡和杂质含量,以及简单的生产和加工工艺,使它成为制作透射性光学元件的良好选择。BK7的硬度也比较高,可以防止划伤。透射光谱范围380-2100nm。但是它具有较高的热膨胀系数,不适合用在环境温度多变的应用中。 UV Grade Fused Silica(UVFS) 紫外级熔融石英 紫外级熔融石英是一种合成的无定型熔融石英材料,具有极高的纯度。这种非晶的石英玻璃具有很低的热膨胀系数,良好的光学性能,以及高紫外透过率,可以透射直到195nm的紫外光。它的透射性和均匀度均优于晶体形态的石英,且没有石英晶体的那些取向性和热不稳定性等问题。由于它的高激光损伤阈值,熔融石英常用于高功率激光的应用中。它的光谱透射范围可以达到2.1μm,且具有良好的折射率均匀性和极低的杂质含量。常见应用包括透射性和折射性的光学元件,尤其是对激光损伤阈值要求较高的应用。 CaF2 氟化钙 氟化钙是一种具有简单立方晶格结构的晶体材料,采用真空Stockbarger技术生长制备。它在真空紫外波段到红外波段都具有良好的透射性。这种宽光谱透射特性,加上它没有双折射性质,使它成为紫外到红外宽光谱应用理想选择。氟化钙在0.25-7μm内的透射率在90%以上,并具有较高的激光损伤阈值,常用于制作准分子激光的光学元件。红外级氟化钙通常采用自然界中可见的萤石生长而成,成本低廉。但氟化钙具有较大的热膨胀系数,热稳定性很差,要避免使用在高温环境中。氟化钙的折射率比较低,因此通常不需要在表面镀增透膜。 MgF2 氟化镁 氟化镁是一种具有正双折射性质的晶体,可采用Stockbarger技术生长,同样在真空紫外波段到红外波段具有良好的透射。通常在切割时使它的c轴与光轴方向平行,以降低双折射性质。氟化镁是另一种深紫外到红外的光学材料选择,透射范围0.15-6.5μm。另外,它可用

红外光学材料大全

1,进口CVD硒化锌(ZnSe)红外光学材料 CVD硒化锌(ZnSe)是一种化学惰性材料,具有纯度高,环境适应能力强,易于加工等特点。它的光传输损耗小,具有很好的透光性能。是高功率CO2激光光学元件的首选材料。由于该红外材料的折射率均匀和一致性很好,因此也是前视红外(FLIR)热成像系统中保护窗口和光学元件的理想材料。同时,该材料还广泛用于医学和工业热辐射测量仪和红外光谱仪中的窗口和透镜。 CVD ZINC SELENIDE Transmission Wavelength in Micrometers (t=8mm) 光学性质: 透过波长范围μm---22μm 折射率不均匀性(Δn/n) 吸收系数(1/cm)×10-3@1300nm ×10-4@2700nm ×10-4@3800nm ×10-4@5250nm ×10-4@10600nm 热光系数dn/dT(1/k,298— ×10-5@1150nm

折射率n随波长的变化(20℃) 理化性质: 激光损伤阈值:(10600nm脉冲激光,脉冲宽度=15μs) 2,进口CVD硫化锌(ZnS)红外光学材料 CVD硫化锌是一种化学惰性材料,具有纯度高,不溶于水,密度适中,易于加工等特点,广泛应用于红外窗口,整流罩和红外光学元件的制作。和硒化锌(ZnSe)一样,硫化锌(ZnS)

也是一种折射率均匀性和一致性好的材料,在8000nm—12000nm波段具有很好的图像传输性能,该材料在中红外波段也有较高的透过率,但随着波长变短,吸收和散射增强。与硒化锌(ZNSE)相比,硫化锌的价格低,硬度高,断裂强度是硒化锌的两倍,抗恶劣环境的能力强,非常适合用于制造导弹整流罩和军用飞行器的红外窗口。 透过率曲线: CVD ZINC SULFIDE Transmission(CVD硫化锌) Wavelength in Micrometer (t =6mm) CLEARTRAN Transmission(多光谱CVD硫化锌) Wavelength in Micrometers (t= 理化性质: CVD硫化锌多光谱CVD硫化锌 密度 (g . cm-3 @ 298k) 电阻率 (Ω. Cm)~1012~ 熔点 (℃)1827 化学纯度 (%) 热膨胀系数(1/k)* 10-6@273k* 10-6@273k * 10-6@373k* 10-6@373k

红外光学材料

红外光学材料 红外光学系统与可见光光学系统的主要区别在于只有有限的材料可有效应用于中波红外和长波红外波段,能同时应用于这两个波段的材料就更少。表2-1列出了几种比较常用的红外光学材料及其重要特性。 2.2.1红外光学材料的特点 红外光学系统中所使用的材料一般具有以下特点[i,ii,iii]: (1)红外材料不仅种类有限,而且价格昂贵(一般在几千到几万元一公斤)。 (2)某些材料的折射率温度系数(dn/dt )较大,导致焦距随温度的漂移较大。如果工作温度范围较宽,则必须适当的选择红外光学材料或采取必要措施进行补偿。 (3)某些光学材料易碎,且化学稳定性差,使得加工以及安装困难,成品率不高。 (4)许多光学材料不透明,根据材料和波段的不同而表现出不同的颜色。 (5)红外光学材料受热时都会发生自辐射,导致杂散光形成。 表2-1 常用红外光学材料的特性 材料 折射率(4μm ) 折射率(10μm ) dn/dt/℃ 锗 4.0243 4.0032 0.000396 硅 3.4255 3.4179 0.00015 硫化锌(CVD ) 2.252 2.2005 0.0000433 硒化锌(CVD ) 2.4331 2.4065 0.00006 AMTIR I 2.5141 2.4976 0.000072 氟化镁 1.3526 + 0.00002 蓝宝石 1.6753 + 0.00001 三硫化砷 2.4112 2.3816 × 氟化钙 1.4097 + 0.000011 氟化钡 1.458 * -0.000016 601228Se As Ge + 2.6038 0.000091 651520Se As Ge 2.6058 2.5858 0.000058 “+”不透过;“×”得不到;“*”透射,但折射率剧烈下降

第二章红外光学材料的光学性质

第二章红外光学材料的光学性质§2.1 引言 §2.2反射 §2.3透过率和吸收系数以及和温度的关系 §2.4折射指数、色散和折射指数的温度关系 §2.5散射 §2.6 发射率 §2.7红外材料的微波透射性质

§2.1引言 红外光学材料首先要注意的是它的光学性质,然后确定该种材料所适用的光学波段,其后才能考虑它的力学、热学性质。在相同使用波段情况下,在各个材料之间进行选择,光学性质是红外光学材料最重要的基本性质。 红外光学材料的光学性质是一个广泛的说法,它实际上包含的内容很多。有光的反射、理论透过率、吸收系数以及和温度的关系、透过率与温度的关系、折射指数以及折射指数的色散关系和温度关系、发射率和红外光学材料的微波介电性质等等。在本章中试图对上述这些性质作尽可能详细的讨论。对于每一种材料,希望能给出具体的实验数据。 §2.2反射损伤 在第一章的(1-5-18)式中表示了垂直入射光通过两种不同介质(其折射指数分别为n 1和n 2)界面时所产生的反射和透射。 ()??? ? ???+= ? ??? ??+-=2 212 12 21 214n n n n T n n n n R (2-2-1) 在求得上式的过程中是假定介质电导率0=σ。因而光在介质中传播时没有损耗。在电导率0≠σ的情况下,在界面的反射系数可表示为: ()()2 22 2 11k n k n R +++-= (2-2-2) 这里k 是消光系数(参见第一章§4),π λβ 4= k ,β为吸收系数,对于红外光学材料β值通常在10-1~10-4,因之,消光系数k 的数值在4×10-6~4×10-9之间。和(n-1)2, (n+1)2相比是一个非常小的量。因而,在反射率的计算中完全可以忽略。于是,单面反射率通常可以表示为: ()() 22 11n n R +-= (2-2-3) 这里R 是垂直入射时的反射率。 如果入射光是斜入射,由于光的偏振

材料的红外光学性能

第三节 材料的红外光学性能 一、红外线的基本知识 红外线同可见光一样在本质上都是电磁波,它的波长范围很宽(0.7~1000m m ),按波长又可分为三个光谱区:近红外(0.7~15m m ),中红外(15~50m m ),远红外(50~1000m m )。红外线同样具有波粒二象性,遵守波的反射定律和折射定律,在一定的条件下也会发生干涉和衍射效应。 红外线与可见光不同之处是人的肉眼看不见红外线,且在大气层中对红外波段存在一系列吸收很低的透明波段,如1~1.1m m ,1.6~1.75m m ,2.1~2.4m m ,3.4~4.2m m 等波段,大气层的透过率在80%以上;8~12m m ,大气层的透过率为60%~70%。这些特点使得红外线在军事、工程技术和生物医学上得到许多应用。 二、红外材料的性能 红外材料应具有对不同波长红外线的透过率、折射率和色散,当然,材料的强度和硬度、抗腐蚀和防潮解能力、密度、到热率、热膨胀系数、比热容等在红外光学器件(如透镜、棱镜、滤光片和整流罩等)的制备和实用中也是需要考虑的。 材料的光谱透过率与材料的结构,特别是化学键和原子量有关。任何材料只能在某一波段具有较高的透过率。对于纯的晶体材料,若不考虑杂质吸收的话,其透射短波限s l 取决于电子吸收,即引起电子从价带激发到导带的光吸收。因而,一般说来,短波截至波长大致相当于该晶体禁带宽度能量对应的光频率。其长波透射限1l 主要取决于声子吸收,即晶格震动吸收,它可以是一次谐波震动吸收,也可以是高次谐波震动吸收。声子吸收和晶体结构、构成晶体元素的平均分子量及化学键有关。在晶体结构相同的情况下,平均分子量越大,则声子吸收出现的波长越长,材料的红外透射长波截至波长1l 也越长。 对于金刚石、锗、硅等具有金刚石结构的晶体,由于在红外区域没有活跃的一次谐波晶格震动,高次谐波也较弱,因而是一类透过率较高、透射波段也较宽的优秀的红外光学材料,使用也较为普遍。 折射率和色散是红外光学材料的另一重要特性。首先,折射率和反射率损失密切相关,折射率越大,反射损失也越高。其次,对于不同用途,对折射率有不同的要求。例如,对于制造窗口和整流罩的光学材料,为了减少反射损失,要求折射率低一些;而用于制造高放大率、宽视场角光学系统中的棱镜、透镜及其他光学部件的材料则要求折射率要高一些。例如,有时为了消色差或其他像差,不但需要使用不同折射率的材料作为复合透镜,而且对色散也有一定要求。作为分光光度计中色散元件的棱镜,它的性能直接与材料的折射率和色散有关。 除了透过率、折射率和色散外,材料的力学性能、抗腐蚀、防潮解等性能对于一个好的光学器件也视非常重要的。比如,绿化钠晶体虽然是很好的红外光学材料,但却容易潮解,不宜在野外使用;锗也是很好的红外光学材料,但当温度升高时,透过率显著下降,而且它比较脆,软话温度也太低,因此用作整流罩是不合适的。同样,虽然金刚石的各种性能很优异,可是它不能做成大尺寸的器件,而且价格过于昂贵,所以很少有人用它来作实际的光学材料。此外,要格外注意的是材料受热时的子辐射特性,为了避免探测器中出现假信号,受热材料在工作波段内的子辐射应当很小,这在搜索跟踪系统中尤其要引起重视。 在红外光学系统中,一些常用的部件对材料性能有不同的要求。对于探测器窗口材料,要求在探测器的响应波段内窗口必须有很高的透过率(因此要求吸收率和反射率要很低),

红外光学材料大全

红外光学材料红外光学材料CVD硒化锌(ZnSe)1,进口)是一种化学惰性材料,具有纯度高,环境ZnSeCVD 硒化锌(适应能力强,易于加工等特点。它的光传输损耗小,具有很好的透光激光光学元件的首选材料。由于该红外材料的CO2性能。是高功率)热成像系统中FLIR折射率均匀和一致性很好,因此也是前视红外(保护窗口和光学元件的理想材料。同时,该材料还广泛用于医学和工业热辐射测量仪和红外光谱仪中的窗口和透镜。CVD ZINC SELENIDE Transmission Wavelength in Micrometers (t=8mm) 光学性质:透过波长范围0.5μm---22μm - n/n折射率不均匀性(Δ)10<3×-3@1300nm101/cm吸收系数() 5.0×7.0×10-4@2700nm -4@3800nm 4.0 ×10-4@5250nm10 4.0×-4@10600nm 10 ×5.0 10-× 1.07358k) —dn/dT(1/k,298热光系数.

随波长的变化(20℃)n折射率 理化性质: s)μ10600nm脉冲激光,脉冲宽度=15激光损伤阈值:(

,进口硫化锌()红外光学材料 ZnSCVD2. 硫化锌是一种化学惰性材料,具有纯度高,不溶于水,密度适中,易于加工等特CVD )一样,硫化点,广泛应用于红外窗口,整流罩和红外光学元件的制作。和硒化锌(ZnSe波段具有也是一种折射率均匀性和一致性好的材料,在)锌 (12000nm—ZnS8000nm很好的图像传输性能,该材料在中红外波段也有较高的透过率,但随着波长变短,吸收和散)相比,硫化锌的价格低,硬度高, 断裂强度是硒化锌的两倍,射增强。与硒化锌(ZNSE抗恶劣环境的能力强,非常适合用于制造导弹整流罩和军用飞行器的红外窗口。 透过率曲线: 硫化锌) CVD ZINC SULFIDE Transmission(CVD Wavelength in Micrometer (t =6mm) 硫化锌)CLEARTRAN Transmission(多光谱CVD

红外硫系玻璃

红外技术及应用产品红外硫系玻璃 汇聚创新力量,融合光电全产业链的第20届中国国际光电博览会(CIOE)将于2018年9月5-8日在深圳会展中心举办。 清远聚航光学材料有限公司将携红外硫系玻璃在1号馆 1109 1110展位隆重展出,诚挚邀请业界同仁莅临参观、交流及业务洽谈。 应用领域: 监控设备及系统、海洋/船舶、消防/警用、传感器、红外产品。 产品类别: 红外材料。 红外硫系玻璃

清远聚航光学材料有限公司是红外光学材料的专业供应商,其中Ge-As-Se、Ge-Sb-Se、As-Se、As-S 系列是我公司批量生产的产品。公司可提供玻璃材料直径范围6 mm-100 mm。产品具有优越的折射率均匀性和批次折射率稳定性。 硫系红外玻璃具有宽广的红外透过窗口,可从可见光波段一直到14 μm,低的折射率温度系数和色散系数。这使得硫系红外玻璃成为红外光学镜头中色差校正和避免热散焦现象的理想材料。同时较低的玻璃转变温度和稳定的化学性质,使硫系玻璃精密模压成为可能,为大规模批量化生产提供了便利条件。清远聚航光学材料有限公司生产的JH系列硫系红外玻璃具有出色的红外波段透过率,低的折射率温度系数和色散系数。JH系列硫系红外玻璃与其他红外材料结合使用,是实现2-12 μm范围内红外光学镜头色差校正和避免热散焦的理想光学材料。 硫系玻璃的加工方式多样,可通过模压,机械加工,抛光等工艺制造成平面,球面,非球面的光学材料,从而广泛应用于红外成像和光电产业。 同时,硫系玻璃材料可以通过镀膜的方法来减少空气-材料之间的反射,从而大幅提高材料的红外透过率。 CIOE红外技术及应用展是中国乃至亚太地区最为完整的红外产业链商贸采购、展示、技术及学术交流的平台,全面展示红外材料、器件、设备及应用产品。 CIOE与法国权威分析机构Yole Developpement同期共同举办“第三届国际红外成像高端论坛——潜力无限迈向百万台出货量”,将聚焦红外成像行业的应用和技术,从技术、市场趋势、相关数据报告及竞争格局等方面对红外成像行业做出全面分析。

红外波段的发射率、透过率和反射率的关系

红外波段的发射率、透过率和反射率的关系 Emissivity in the Infrared Physics of Emissivity Infrared (thermal) energy, when incident upon matter, be it solid, liquid or gas, will exhibit the properties of absorption, reflection, and transmission to varying degrees. Absorption Absorption is the degree to which infrared energy is absorbed by a material. Materials such as plastic, ceramic, and textiles are good absorbers. Thermal energy absorbed by real-world objects is generally retransferred to their surroundings by conduction, convection, or radiation. Transmission Transmission is the degree to which thermal energy passes through a material. There are few materials that transmit energy efficiently in the infrared region between 7 and 14μm. Germanium is one of the few good transmitters of infrared energy and thus it is used frequently as lens material in thermal imaging systems. Reflection Reflection is the degree to which infrared energy reflects off a material. Polished metals such as aluminum, gold and nickel are very good reflectors. Conservation of energy implies that the amount of incident energy is equal to the sum of the absorbed, reflected, and transmitted energy. Incident Energy = Absorbed Energy + Transmitted Energy + Reflected Energy [1] Emitted Energy = Absorbed Energy

学习遥感卫星影像基础知识

北京揽宇方圆信息技术有限公司 学习遥感卫星影像基础知识 前言:教学目标 ?掌握遥感的概念、遥感的原理与方法、遥感的技术系统。 ?掌握常用遥感数据的特征和应用、信息提取的方法。 ?了解遥感信息的应用。 前言:教学主要内容 n遥感概念及遥感技术系统遥感基础原理遥感数据类型航空像片及信息提 取陆地卫星图像及信息的提取遥感图像的计算机处理 第一章遥感—碧空慧眼 n§1遥感绪论 n遥感(Remote Sensing)概念 v广义:泛指一切无接触的远距离探测,包括对电磁场、力场、机械波(声波、地震波)等的探测。 v遥感定义:是从远处探测感知物体,也就是不直接接触物体,从远处通过探测仪器接收来自目标地物的电磁波信息,经过对信息的处理,判别出目标地物的属性。 §2遥感概念和遥感数据 n遥感数据(遥感数据获取示图)

太阳辐射经过大气层到达地面,一部分与地面发生作用后反射,再次经过大 气层,到达传感器。传感器将这部分能量记录下来,传回地面,即为遥感数据(遥感数据示例)。 §3遥感的特性 空间特性 v视域范围大,具有宏观特性(…)。 v光谱特性:探测的波段从可见光向两侧延伸,扩大了地物特性的研究范围(…)。 v时相特性:周期成像,有利于进行动态研究和环境监测(…)。 遥感的特点 v大面积的同步观测(…)。时效性(…)。数据的综合性和可比性(…)。经济性(…)。局限性(…)。 §5遥感数据的类型 §按平台分 地面遥感、航空遥感、航天遥感数据。 §按电磁波段分可见光遥感、红外遥感、微波遥感、紫外遥感数据等。 §按传感器的工作方式分主动遥感、被动遥感数据。 §6遥感数据的应用领域(一) §林业:清查森林资源、监测森林火灾和病虫害。 §农业:作物估产、作物长势及病虫害预报。 §水文与海洋:水资源调查、水资源动态研究、冰雪监控、海洋渔业。 §国土资源:国土资源调查、规划和政府决策。 §气象:天气预报、气候预报、全球气候演变研究。- - §6遥感数据的应用领域(二) §7遥感的发展简况(一) n照相机、气球、飞机构成初期遥感技术系统。

红外光学玻璃与红外晶体材料光学特性

一、红外光学玻璃与红外晶体材料光学特性: 1.晶体材料 晶体材料包括离子晶体与半导体晶体离子晶体包括碱卤化合物晶体, 碱土—卤族化合物晶体及氧化物及某些无机盐晶体。半导体晶体包括Ⅳ族单元素晶体、Ⅲ~Ⅴ族化合物与Ⅱ~Ⅵ族化合物晶体等。离子型晶体通常具有较高的透过率, 同时有较低的折射率, 因而反射损失小, 一般不需镀增透膜, 同时离子型晶体光学性能受温度影响也小于非离子型晶体。半导体晶体属于共价晶体或某种离子耦合的共价键晶体。晶体的特点就是其物理与化学特性及使用特性的多样性。晶体的折射率及色散度变化范围比其它类型材料丰富得多。可以满足不同应用的需要, 有一些晶体还具备光电、磁光、声光等效应, 可以用作探测器材料。 [1] 按内部晶体结构晶体材料可分为单晶体与多晶体 ①单晶体材料 表1、1 几种常用红外晶体材料[1] 名称化学组成透射长波限/ μm 折射率/4、3μ m 硬度/克氏密度/(g·cm)溶解度 /(g·L)HO 金刚石C302、488203、51不溶 锗Ge254、028005、33不溶 硅Si153、4211502、33不溶 石英晶体SiO4、51、467402、2不溶 兰宝石AlO5、51、6813703、98不溶 氟化锂LiF8、01、341102、600、27 氟化镁MgF8、01、355763、18不溶 氟化钡BaF13、51、45824、890、17 氟化钙CaF10、01、411583、180、002 溴化铊TLBr342、35127、560、05 金红石TiO6、02、458804、26不溶 砷化镓GaAs183、34(8μm)7505、31不溶 氯化钠NaCl251、52172、1635 硒化锌ZnSe222、41505、27不溶 锑化铟InSb163、992235、78不溶 硫化锌ZnS152、253544、09不溶 KRS-5TLBr-TLI452、38407、370、02 KRS-6TLBr-TLCl302、19357、190、01 ②多晶体材料 表1、2红外多晶材料[1] 材料透射范围/μm折射率/5μm硬度/克氏熔点/℃密度/(g·m)在水中溶解度MgF0、45~9、51、3457613963、18不溶 ZnS0、57~15、02、2535410204、088不溶 MgO0、39~10、01、764028003、58不溶

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