[科普中国]-红外望远镜-

定义

在极恶劣的气候条件下能探测500米或更远处的人、物体、车辆移动的仪器。望远镜的一种。又称被动红外望远镜。被动红外望远镜的特点是：它们之间互不干扰；可以跟踪，不发射出信号；低功耗、长距离、窄光束；容易安装，快速响应。红外眼在周界防护、边界和围墙观察、战场测向系统、火和爆炸探测、交通计算流量和控制以及高压电线杆保护方面有广泛用途。1

结构特点红外望远镜与普通的光学望远镜的原理和结构基本相同，其特殊要求有：

1)红外望远镜不要封闭式的镜筒，而要采用桁架结构，尽可能减少视场内的机械结构物，而那些不可缺省的结构物也不能涂黑而要抛光镀亮，以减少其红外发射系数，或包以铝箔或金箔。

2)一般红外望远镜的焦比较大，f/20～f/50，有的达f/100。大的焦比有利于降低天空背景的亮度，以减少天空背景辐射噪声。大焦比还可以减少副镜尺寸，以便于实现调制，也可减小主镜中心孔的大小，从而降低来自望远镜的红外背景辐射。

3)在主、副镜匹配上，采用较小的副镜及小巧的副镜支架，是为了避免来自主镜边缘及副镜框架的热辐射，以便于实现副镜的调制。

4)主副镜镀银或镀金。镜面镀金或镀银比镀铝对红外辐射反射率高，发射率小。

5)高的指向精度及宽和亮的导星视场。这便于对暗的或不可见的天体进行红外探测。

6)运用红外调制技术，实现红外调制可用不同的方法，主要有：①望远镜的焦平面调制②副镜调制。③主镜调制。2

成像原理红外望远镜可以看到红外线也就是波段(波长800—1 000nm)之间的的望远镜。在军事应用上也是夜视望远镜中的一种。当然，红外望远镜更多的时候则是被应用到天文观测中。红外线望远镜通过光电转换，把红外线转换成电子流，再使电子倍增，最后使电子打在荧光屏上，变成可见光。只要有温度就会产生红外线，他就是一个特殊的镜片，能通过并显示红外线。

红外望远镜应用红外观测成像也与光学图像大相径庭。由于地球大气对红外线仅有7个狭窄的“窗口”，所以红外望远镜常置于高山区域。世界上较好的地面红外望远镜大多集中安装在美国夏威夷的莫纳克亚，是世界红外天文的研究中心。1991年建成的凯克望远镜是最大的红外望远镜，它的口径为10米，可兼作光学、红外两用。此外还可把红外望远镜装于高空气球上，气球上的红外望远镜的最大口径为1米，但效果却可与地面一些口径更大的红外望远镜相当。红外望远镜的样子每个不同，都肯定需要电池，因为物体发出的红外线是看不见的，机器需要在接受到红外后，按照接受到的发出相应的可见光。发光就需要电。红外有很多种，大多数微光夜视仪也有红外功能，它的红外属于短波红外，比可见光长一点，类似遥控器。这种夜视仪设计红外的目的是为了可以用红外照明，这样不容易被（敌人）发现。还有一种是热成像，热成像实际也是收集热物体发出的红外，只是这种红外波长很长，用一般的微光夜视仪无法看见。热成像的优点是可以有效地观察热源，例如哺乳动物、汽车等等，在军事上用处很大。

发展历史最早的红外观测可以追溯到18世纪末。由于地球大气的吸收和散射造成在地面进行的红外观测只局限于几个近红外窗口，因此要获得更多红外波段的信息，就必须进行空间红外观测。从19世纪下半叶，红外天文学观测才真正开始。最初是用高空气球，后来发展到飞机运载红外望远镜或探测器进行高空观测。1 983年1月23日，美英荷联合发射了第一颗红外天文卫星IRAS。其主体是一个口径为57厘米的望远镜，主要从事巡天工作。IRAS的成功极大地推动了红外天文学在各个层次的发展。直到现在，IRAS的观测源仍是天文学家研究的热点目标。1995年11月17日由欧洲、美国和日本合作的红外空间天文台ISO发射升空。ISO的主体是一个口径为60厘米的R—C式望远镜。它的功能和性能均比IRAS行许多提高。与IRAS相比ISO具有更宽的波段范围、更高的空间分辨率、更高的灵敏度(约为IRAS的100倍)以及更多的功能。4