光學(xué)小課堂：紅外光學(xué)成像的原理和優(yōu)勢

這可就奇了怪了！為什么我們成了“瞎子”，而監(jiān)控攝像頭卻像個“夜視俠”一樣，把一切看得明明白白？

那么，在揭曉答案之前，需要各位朋友先了解一些非常簡單的原理，大家可以查看這篇文章：“光學(xué)小課堂1-為什么臺風(fēng)前的晚霞最美” 。里面提到了一個關(guān)鍵線索：人眼可見光。顧名思義，這些“可見光”，我們可以感受得到。所以在“鬼屋”中，如果有“可見光”，那么鬼屋不再是鬼屋，而是一個明亮的房間。

那么，解答這個問題的關(guān)鍵是不是就成了：有沒有我們?nèi)搜劭床坏降墓�？但是有別的東西可以“看到”，最后再把清晰的圖像傳遞給我們？

在大于770NM的波段范圍內(nèi)，有一種光，叫做“紅外光”，它無法被人眼所感知。

想象一下，如果監(jiān)控本身可以發(fā)出這些“紅外光”，此時你身處鬼屋中，因為你看不到這種光，所以人眼仍舊覺得周圍一篇黑暗，什么都看不到，但是在監(jiān)控的眼里它充滿了光亮，是不是非常有意思？

講到這里，想必大家對于答案已經(jīng)十分清晰了，這類應(yīng)用不僅應(yīng)用在鬼屋，在商用，家用或別的地方都需要，想象一下家里的監(jiān)控在“關(guān)了燈”的情況下仍舊能看到清晰的圖像，一些高端的汽車提供了“紅外夜視系統(tǒng)”。

圖片1，高端汽車的“紅外夜視系統(tǒng)”，在大霧，黑夜場景下比遠光燈探測的距離更遠（下方為人眼圖像，上方為紅外成像，紅外光能看到比人眼更遠的地方。作者聲明：此圖片由于AI生成）

圖片2，硅片材質(zhì)芯片內(nèi)部構(gòu)造，使用徠卡DM4M拍攝

人類對于光學(xué)的研究初衷不僅僅只是為了科學(xué)研究，而是希望利用光來給人類提供更多的幫助，這就是光學(xué)的魅力所在。

如果大家對今天的文章感興趣，那么肯定會發(fā)現(xiàn)紅外光的兩個獨特特點：

01

你從監(jiān)控里看到的黑夜的圖像永遠是黑白的（白天的圖像確是彩色的）

不僅是人眼看不到顏色（所以看不到它），探測器也只能探測的它的光子強度（灰度，光信號越強，圖片越黑）

02

紅外光可以穿透某些不透明的物體表面進而看到物體內(nèi)部的細節(jié)構(gòu)造

相比可見光（易被表面色素、紋理反射/吸收），短波紅外波長更長，不易被物品表面的薄層（如塑料、布料、油漆的表層）強烈吸收或散射，因此能“穿過”這些表層。

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