热成像相机的发明时间和发明人

2022 年 8 月 11 日

我们生活的世界并不完美。 这个世界上的一个人一直在努力改进它并确定他在其中的位置。 一个地方，其顶端只存在于虚拟世界中。 研究这个问题，科学家们几个世纪以来一直在寻找解决方案，并在到达顶峰后意识到这只是一个中间点，而不是胜利。 没有翅膀的人总是梦想像鸟一样飞翔。 他飞了，设计了一架飞机。 当他腾空而起时，他吓坏了——那只是奥林匹斯山的脚。 毕竟，从位面来看，他更接近于梦寐以求的星辰，从高处望去，大海浩瀚无垠。 这只会增加前进的愿望，包括看得更远、更清晰、更好。 像猫一样在黑暗中看东西，并利用别人对活的温血生物的温暖来发现第三种几乎真实的“猫的视觉”。 在几乎所有科学活动领域的发展中，一个愿景已经开启并且正在开启一系列新的和意想不到的解决方案。 这只是漫长而无尽的旅程的开始。 红外线（俗称热技术）的研究和实施之路始于两个世纪前。 在科学中，辐射热能有一个复杂而简单的名称，定义为“热特征”。 原则上，这是因为即使冰随着物体按比例加热而释放热能，红外波中热能的释放也会增加，蛇可以清楚地感觉到这一点。 这是这种动物如何辨别啮齿动物的温差，在完全黑暗中成功攻击猎物的最好例子。 它是如何工作的？

何时以及谁发明了热成像
十九世纪初，天文学家威廉·赫歇尔在寻找降低望远镜中太阳图像亮度问题的解决方案时，发现使用红色滤光片会释放大量热量。 测量时，光谱红端以外的黑暗区域的热量增加。 当确定最大值点时，发现它远远超出光谱的红色端，现在称为“红外波范围”。 他将这一发现称为测温仪。 进一步的研究表明，在这个光谱之外，还有一种不可见的光，称为“不可见射线”，仅在 1934 年后才获得现在熟悉的“红外线”名称。 顺便说一句，他还获得了第一次在纸上记录的热图像，他称之为热成像仪。 十九世纪末，美国科学家兰利发明了一种装置——测辐射热计，用来测量热辐射。 它是当今非常灵敏的温度计的原型，它将红外辐射聚焦到板上并用电流计测量电流。 二十世纪初，XNUMX年，匈牙利物理学家蒂汉伊发明了对红外辐射敏感的电子电视摄像机。 这是夜视系统积极发展的起点。 从那时起，夜视仪就分代了。 每一代的逐渐引入都与增加观察范围、提高图像质量以及减小设备的重量和尺寸有关。 定义新一代的标准是设备的主要组成部分 - 电光转换器，其本质是通过增加亮度使不可见的可见。
热成像是如何诞生的
开始是由所谓的“零”一代开始的，其中使用了荷兰飞利浦公司的光学转换器，以开发商之一“霍尔斯特玻璃”命名。 在两个嵌套烧杯中将光电阴极和磷光体施加到它们的底部。 通过产生静电场，他们实现了图像转移。 事实上，在这个版本中，该设备仅通过使用红外聚光灯对观察对象进行强制照明来发挥作用。 尽管该设备的尺寸令人印象深刻，非常沉重，而且图像质量很差，但英国人还是在 1942 年开始大规模生产它以满足军队的需要。在使用该转换器的四年中，积极开发和生产夜视仪、双筒望远镜、坦克和其他设备的系统开始了。 在 XNUMX 年代，有人尝试生产单元素探测器，以扫描并创建所见事物的线性图像。 由于该项目的成本很高，这个想法没有实现。
这一代的单级联器件弊大于利。 在第一代电光器件中，采用易碎的具有光电阴极灵敏度的玻璃真空灯泡作为主要元件。 该设备在中心提供了清晰的图像，并在边缘扭曲了所有内容。 使用侧面或正面的明亮光源，该仪器实际上变得“失明”。 在没有额外红外照明的夜晚，能见度也几乎为零。 在六十年代，随着光纤技术的发展，改进第一代设备成为可能，用有条件的一加代替它们。 平板玻璃被光纤板所取代，这使得传输非常清晰的图像成为可能，在整个框架中获得高分辨率，并消除眩光。
七十年代的标志是第二代设备的发展。 美国研究人员为该设备配备了一个基于微通道板的放大器，其中特殊腔室中的电子被放大多次，获得了极好的视觉效果。 正因为如此，第二代电光器件通常被称为逆变器器件。
后面二代没有扩散室，称为平面，电子直接通过电光转换屏进入。 该设备失去了图像质量，同时，红外模式下的图像速率增加了一倍。 这些创新增加了亮度控制以及对侧光和正面光的保护。 这些设备属于专业设备。
1982年开始倒计时第三代电光器件，设计不同。 他们使用了镓，这将红外灵敏度提高了几倍。 这一代设备被认为是高科技设备，首先对军工联合体非常感兴趣。 由于没有光纤板，应该注意的是，第四代的设备没有受到横向曝光的保护。 和价格。 这一代的设备在理解制造商的成本形成方面超出了所有合理的公差。
可能是为了弥补设备的不足，降低成本，开发了SUPER XNUMX+代设备。 开发人员计划在此设备中结合所有前几代电光转换器的技术优势。 结果是一个非常敏感的光电阴极。 正如专家承认的那样，Super Two Plus 和第三代没有区别。 除了价格。 在成本方面，Super Two Plus 相当于普通预算车的价格。
首次应用
1930年初，德国科学家积极研究热辐射对半导体的影响。 结果，敏感的辐射接收器被开发出来，它在开发大量红外系统方面发挥了至关重要的作用，每月生产多达四千个，用于军事工业。 1930 年代最成功的是美国人，他们创造了夜间驾驶坦克的设备和船只的夜间瞄准具。 1941 年，英国海军开始为船只配备基于光学图像转换器的夜视设备，帮助船只在黑暗中返回基地。 在他们的帮助下，袭击后返回的船只通过信号灯找到了基地船。 几乎在同一时间，德军配备了夜间驾驶坦克的红外设备、夜间步枪瞄准具和飞机识别系统。 例如，在夜间，当在装有红外滤光片的坦克上使用 XNUMX 瓦的前照灯时，驾驶员可以看到近 XNUMX 米外的巨大障碍物，而步枪瞄准具可以有效地工作在 XNUMX 米外。 六十年代初，瑞典公司 AGA 为军方开发了一款红外热像仪，其后续的红外热像仪型号多年来一直是世界上最好的。 九十年代中期，当三大红外制造商美国公司 FLIR 和 Inframetrics 以及瑞典 AGEMA Infrared Systems 合并时，热成像的新阶段开始了。 如今，美国公司 FLIR Systems 是全球最大的商用热像仪制造商，用于科学研究、工业和农业、工业和农业、空中物体监测和夜视。