中波紅外成像原理
一、熱紅外成像基礎
熱紅外成像通常是指3-5μm的中紅外成像和8-12μm的遠紅外成像。在這些波段中，關注的是熱源，而不是可見光。熱紅外成像有許多不同應用，如非破壞性測試、紅外照相機可以拍攝設備的過熱點或者建筑物熱量流失位置、在醫學領域可測局部體表溫度的差異、快速查找核電廠冷卻系統的熱泄漏點，以及安全防護等。
人眼對約0.4~0.7μm的波段敏感，看不到較長波長的熱能量。要記錄這些能量需使用特殊的探測器或傳感器，成像光學系統也必須有效地傳輸這些波長的光。
大多數光學玻璃的透射波長不大于2.5μm。某些特殊玻璃的透射波長達到4.5μm，熔融石英的透射波長可達4μm。因此，紅外透射材料是很關鍵的，而其選擇范圍卻十分有限，并且存在其他問題。
二、熱紅外成像光學系統的特點
1，杜瓦瓶組件、冷光闌和冷屏
熱成像系統觀察熱源時，為獲得最大的靈敏度，多數熱成像系統使用低溫制冷的探測器，保證探測器在低溫下工作。
如果這些探測器可以探測到除所觀察景物以外的熱能量，則靈敏度會降低。另外，如果非景物能量的幅度隨視場而變化，通常會看到景物圖像變形。
為實現最大靈敏度并避免圖像變形，要對紅外PFA進行低溫冷卻，并將其安裝在絕熱杜瓦瓶組件中。
杜瓦瓶是一個瓶壁為雙層并抽真空的瓶子，入射窗必須透射紅外輻射，冷指與FPA的末端相接觸，以保持FPA處于低溫狀態。冷指自身是一根由鐵或鋼制造的高比熱金屬棒，它被線管纏繞包圍，而液氮從線管中被泵過。如此循環，使FPA的末端得到冷卻。
2，冷光闌效率
如果探測器只能探測或記錄來源于景物的能量，則稱該紅外系統具有100%的冷光闌效率。若冷光闌效率為100% ，探測器同時記錄來自代表景物能量的光錐能量和來自低溫冷卻擋板的能量。而該擋板稱為冷光闌，沒有自身能量輻射。對于FPA上的每一個像素來說，如果探測到的只是包括成像光的立體角和冷光闌的熱擋板的一部分能量，則該系統確實具有100%的冷光闌效率。
若探測器安裝于不具有100%的冷光闌效率的杜瓦瓶組件中，探測器中能觀察到代表景物的立體角，該立體角不是來自景物，而是來自系統內部的某一部分。這部分非景物能量而類似于可見光光學系統中的雜光。如果這部分非景物能量是“熱的”，則探測器的靈敏度會比其名義值有所下降；然而，如果這部分非景物能量在FPA范圍內或掃描過程中存在幅度變化，則會得到圖像變形，它類似于傳統可見光系統中的鬼像。
