Hva slags Thermal Vision er det?

Hvert objekt avgir elektromagnetisk stråling. Den bølgelengden av strålingen er avhengig av temperaturen. Solen, for eksempel, har en temperatur på 5000 Kelvin og legger ut stråling med en maksimal bølgelengde på omtrent 550 nanometer (nm), smekk DAB i midten av det synlige spektrum. Kjøligere objekter, for eksempel fly, biler og menneskekropper også avgir stråling, men på mye lengre bølgelengder, med en topp rundt 8 eller 9 mikrometer (UM). Termokameraer la oss se disse usynlige bølgelengder.

Den infrarøde spektrum

Elektromagnetiske bølger dekke et energispekteret strekker seg fra høyenergi gammastråler gjennom lavenergiradiobølger. Den energi som bæres av en elektromagnetisk bølge er avhengig av dets bølgelengde. Gammastråler som har en bølgelengde på ca. en hundredel av en nanometer, eller en hundredel av en milliarddel av en meter. Radiobølger kan ha bølgelengder mange meter lange. I mellom disse ytterpunktene er nær, middels og langt infrarød. Midten og langt infrarød dekke spekteret fra ca 2 um (2 milliondeler av en meter) til ca 100 um.

MCT

Mercury-Kadmium-Telluride er en halvleder følsomme for stråling fra 5 um til 12 um. Dette er hjertet av regionen kalt "termisk infrarød," spesielt fordi disse er de bølgelengder som sendes ut fra gjenstander som mennesker, bygninger og biler. De fleste MCT detektorer må avkjøles til kryogene temperaturer, enten med flytende nitrogen eller et mekanisk kjøligere. MCT er meget følsom, men også dyre og forholdsvis kortvarig.

InSb

Indium antimonide er en annen halvleder sensitive til midten og langt infrarød bølgelengder. InSb er mest brukt i 3-5 mikrometer band. I denne mellom infrarøde bånd, forskjellen mellom signalet fra en bileksos og en menneskekroppen, for eksempel, er forholdsvis stor, noe som betyr at det dynamiske området for detektoren må justeres for å samsvare med den forventede mål. For optimal ytelse brukeren må velge mellom en høy gevinst følsom for kule mål eller en lavere gevinst der signalet fra varme målene ikke vil overbelaste detektoren. Likevel er InSb detektorer ofte opererte "uncooled", men dette betyr ikke at de ikke er avkjølt i det hele tatt - bare at de ikke trenger å kjøles helt ned til kryogene temperaturer. Dette gjør dem generelt billigere og mer pålitelig enn MCT.

Microbolometers

Silicon microbolometers er enheter som måler temperaturen endres på grunn av absorbert stråling. En tynn kvadratet av silisium er termisk isolert ved å bli suspendert på små silisium innlegg over en silisium avlesning mikrokrets. Enhver endring i temperatur på grunn av stråling treffer den suspenderte firkantet, snarere enn ledning gjennom den silisiumbrikke. Den mikrobolometer forandrer sin motstand med temperaturen. Teoretisk disse detektorene er følsomme for alle stråling som treffer dem, men de er konstruert med en slags filter mekanisme for å begrense deres respons på en gitt spektral region, si fra 7 til 14 um. De kan operere ukjølt som InSb, men de kan også drives uten avkjøling i det hele tatt. Disse detektorene er rimeligere enn de fotodioder og kan bildet de samme scenene med bare litt mindre følsomhet.

QWIP

Quantum-vel infrarøde photodetectors er konstruert for å ha en bestemt, veldig smalt vindu av energi følsomhet. Disse detektorene er fabrikkert av mange tynne lag av et halvledermateriale, som oftest galliumarsenid. Den tynne lagene selv skaper et avgrenset struktur, et kvantesprang godt, som bare vil absorbere et smalt spekter av energi. Ved å plassere mange litt forskjellige lag på toppen av hverandre, detektorene tilveiebringe automatisk detaljert spektral informasjon fra hver piksel. Fordi objekter ved en gitt temperatur har en bestemt andel av en bølgelengde i forhold til en annen, kan mer detaljert informasjon om scenen temperatur oppnås fra QWIPs enn fra andre teknologier, selv om det kommer til en høyere pris. QWIPs er en relativt ny teknologi, og må drives ved kryogene temperaturer.