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近紅外玻璃

  • 魯米星公司專業研發生產近紅外玻璃、短波紅外玻璃,波長0.11—3000nm,應用在情報、監視、偵查、軍事和保安係統領域。短波紅外的一些獨一無二的特性讓它在戰爭中擁有格外的價值,將短波紅外與長波紅外融合,以最大化進行目標檢測和識別。
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短波紅外的一些獨一無二的特性讓它在戰爭中擁有格外的價值,將短波紅外與長波紅外融合,以最大化進行目標檢測和識別。

短波紅外應用在情報、監視、偵查、軍事和保安係統領域的應用。

1,多光譜應用

     不同於傳統的單一寬波段成像技術,多光譜、超光譜成像將成像技術和光譜測量技術相結合,獲取的信息部僅包括二維空間信息,還包含隨波長分布的光譜信息,形成“數據立方”現代潛艇的光電桅杆需要多光譜的成像與檢測,是一項非常重要,而且還未在近紅外光譜段成像中使用。中長波探測器無法看到海上目標的重要特征,短波紅外可以在此提供輔助

2,港口及國土安全防禦 -日出時海岸邊可見光、熱像儀、短波紅外成像對比。在視覺增強以及惡劣天氣低能見度條件下,短波紅外是熱像儀的有益補充。熱像儀能很好的檢測出冷背景下溫暖的目標,然而短波紅外能很好的識別出該目標是什麽,例如(船舶、車輛、人員)。由於處在熱交叉點上,海岸與海水的細節在熱成像中都丟失了。短波紅外能對反射光成像而不是依賴溫度差,海岸線圖像脫穎而出,同時由於短波紅外的透霧能力,相比可見光相機能捕獲更多細節。夜視係統的發展起源於第二次世界大戰,現在已經成為現代戰爭的核心部件之一。在夜晚條件可以看見的能力,讓擁有此項技術的武裝力量擁有極大的優勢。這些夜視係統依賴於非常低亮度的夜晚的星光和大氣層的輝光以幫助成像。

3,短波紅外武裝運輸車增強夜視係統。當地麵武裝運輸車(卡車、坦克、裝甲人員運輸車、多用途運輸車)需要在全黑的夜晚執行任務時,可以使用短波紅外照明的增強夜視係統,在敵方範圍駕駛。與中長波紅外不同的是,短波紅外相機可以穿透擋風玻璃,因此可以裝在駕駛間。短波紅外相機同樣可以被整合加固外殼。

4,透過霧霾、塵、煙海上偵察應用。短波紅外還有一項優點是,它所成的像與人眼所看到的非常類似。這一點,增強了識別能力,減少了潛在的友軍誤傷。另外一點,裝有近紅外導航燈的運輸車輛,可以讓其他運輸車輛容易跟隨。現代潛艇的光電桅杆需要多光譜的成像與檢測。而一項非常重要還未使用的是在近紅外光譜段的成像。例如,可見光成像通常無法透過霧霾、塵、煙觀察,然而近紅外卻很容易成像。這種情況下,短波紅外相機有著更好的成像。短波紅外相機利於火箭的跟蹤成像。可見光遠距離成像有著大氣層畸變以及易受霧霾影響的缺點。對短波紅外相機與熱成像相機來說,熱氣的觀察非常清楚。

5,反射光成像海上偵察應用。短波紅外一項重要的差異是,它利用反射光成像,而不是熱成像。短波紅外這個名字,往往會把人帶進誤區,讓人覺得跟中長波紅外類似,反應的是物體溫度的差異性。因此,中長波探測器無法看到海上目標的重要特征,比如說艦船的名字、船的特征等。

6,美國彈道導彈防禦衛星應用。據美國新聞媒體報道,主要用於導彈監視的空間紅外係統(SBIRS)第四個有效載荷,於2018年1月22號從美國佛羅裏達州的卡納維拉爾角發射。洛克希德·馬丁公司也證實,衛星在佛羅裏達發射後,掃描和凝視傳感器有效載荷已與美國空軍進行通信。此外,這次發射的SBIRS衛星在光學技術上具有重大突破,每一個衛星都包含了短波紅外(SWIR),中波紅外(MWIR)和地麵傳感器芯片。此衛星的目的是進行彈道導彈防禦,這包括快速識別彈道導彈發射,通過檢測其產生的熱廢氣所產生的特征紅外輻射,從而有助於在衝突地區擴大技術情報收集和態勢感知。

7,國土防禦、邊境線監察偷渡人員應用。隨著,美國持續增加它的邊境通道、機場及其他進入通道,生物與邊界巡天照相機會扮演一個重要的角色。指紋與其他直接接觸手段會成為人員識別的最終手段。現在指紋識別的有效性限製於數據庫,在於采集指紋庫。結果,大多數身份認證由報關員進行麵部識別和照片比對。短波紅外成像可以在此輔助。由於全球的反恐戰爭越來越成為美軍的焦點,隨之而來的是情報收集工作越來越重要。然而過去偵查實際上更多的在戰略層次,而現在則是在戰術層次,這需要更高的時間和性能要求,比如識別出一個感興趣區域內的一個人。很多種方法被提出並付諸實施,但是在最近幾年,短波紅外技術的特殊性能讓它成為在海陸空領域的“新一代”技術。

8,激光照射係統引導應用。大部分使用的是特種作戰人員或者飛行員使用激光照射引導得到。更多的,這些照射係統用的激光都在1550nm的對人眼安全的短波紅外波段。在這裏,短波紅外傳感器有著廣泛的用途。小、可靠又快的傳感器能滿足製導係統的需求。使用GPS知道係統的武器是非常精確的,現代戰爭要求將傷害控製在最小範圍內。因此,戰地指揮官尋求一種更高精度的武器。如下圖表所顯示的,隨著精度的提高,彈頭的體積和爆炸傷害需求直線下降。這些武器上的GPS製導係統,可以在一個地麵短波紅外激光指示器及製導係統地配合下獲得更高的精度。對沒有裝備短波紅外成像係統的對方是完全隱蔽的,一個良好光線的短波紅外激光可以在遠距離製導一個足球大小的目標。製導係統精度的提升不僅僅減少附帶損害,同樣增強了班的整個能力。在地基短波紅外激光和相機係統的幫助下,班組可以巡查更少的區域。這使得班組的活動更為靈活和有效。

激光器用於現代戰場上,許多應用於探測目標距離以及引導其他武器係統進行攻擊。常見的戰場激光器工作在850納米,1060納米,約1500納米。前兩個激光類型目前的夜視鏡可以發現。 1550 nm激光,一個現代的人眼安全波長設備,用當前夜視技術是不可見的。1550 nm波長範圍內的短波紅外(短波)地區,因此被認為是隱蔽的,看不見的反對勢力。但1550 nm的激光照射在短波紅外攝像機裏是可見的。對敵人隱蔽,但對裝備短波紅外成像設備的*是可見的,這種激光器在戰場上越來越重要。采用1060nm激光照射的坦克在短波紅外下的成像最重要的是短波紅外相機能夠看到所有上述3種瞄準、探測激光束,隨著軍方逐步過渡到1550nm的隱蔽照明,短波紅外成像越來越重要。

許多傳統用激光係統可以見到可見光或紅外成像中心十字。在戰場上,部署的係統由於磨損,精度難以保證。InGaAs短波紅外攝像機可以看到針對激光衝擊的目標,確保準確的定位。在雨,霧和霧等諸多不利條件下,短波紅外成像依舊持續、無中斷。

9,短波紅外探測用於軍事和海軍。短波紅外在軍事及海軍應用中變得越來越重要,短波紅外(SWIR)波長通常定義為0.9μm-1.7μm,有時擴展至0.7-2.5μm。由於短波紅外不是熱成像——物體在該波段不散發輻射,白天具有很多短波紅外光線,並且由於天空輝光現象,夜晚也具有很多短波紅外光線。利用反射光及與可見光相近與其它紅外波段較遠的波長,短波紅外成像儀能產生高分辨率的自然圖像。較長的波長能比可見光更好地穿透霾、霧、雨,可顯示艦船上的字母及塗料,也可消除某些類型的偽裝。由於短波紅外對人眼、熱像儀和夜視鏡都不可見,可在保持隱蔽的同時,與主動照明一起使用,可用照射燈或人眼安全激光器照明。短波紅外傳感器采用銦镓砷(InGaAs)探測器,可在室溫下工作,不需製冷。

       領先的供應商開始提供標準功能或可選功能的短波紅外成像儀。例如空客防務及安全公司,提供OMS200潛艇光電桅杆、直視型攻擊潛望鏡SERO400和非殼體穿透光電桅杆OMS110選項以及用於水麵艦艇的MEOSII。FLIR係統公司為從機載傳感器衍生的、封裝為獨立可直接更換組件(LRU)的多傳感器轉塔係統SeaFLIR380-HD提供短波紅外選項,提供小型係統SeaFLIR280-HD的窄視場觀察儀及激光照射/指示器的短波紅外選項。這些係統是由FLIR係統公司機載係統製造經驗衍生出的適用於艦載環境的海上光電係統的一部分。

10,無移動部件的全景覆蓋

短波紅外成像儀也是L-3 KEO公司獨具創意的高感知度濱海觀測(HALO)全景態勢感知和監視轉塔的一種可選組件。該係統是一個無移動部件的多傳感器凝視係統,能提供360˚的凝視覆蓋,可用於潛艇、水麵艦艇、陸地車輛以及固定式應用(例如周界監視)。該係統集成了最先進的帶有高速現場可編程門陣列(FPGA)的數字成像傳感器,可進行實時圖像處理和顯示,還具有補償平台運動的穩定功能和消除垂直條紋的數字圖像融合功能。L-3 KEO公司稱,處理軟件使係統能同步實時顯示全景圖像和縮放圖像,也使操作員能選取感興趣的區域和倍率等級。標準高清彩色電視及紅外成像儀具有全景方位視場和70˚(+/-35˚)的俯仰覆蓋,標準數字變焦設置提供3倍、6倍和12倍放大。L-3 KEO公司強調,該係統的幀頻為30Hz,延遲小於100毫秒。內置傳感器和外置慣性測量裝置(IMU)為圖像穩定提供基準。除了短波紅外成像之外,可選功能還包括自動記錄、存儲及回放,自動探測並跟蹤目標,以及提示其他集成在作戰係統中的遠距離光電傳感器的能力。傳感器頭的直徑為28.575cm,高度為40.005cm。

高清成像越來越受歡迎。FLIR係統公司發布380-HD時,他們聲稱該係統是唯一的全數字、全高清、獨立LRU係統。FLIR係統公司強調,該係統的所有傳感器都具有兆像素分辨率,如果帶有全部可選組件,該係統包括1280×720像元銻化銦(InSb)中波紅外焦平麵陣列、720/1080彩色CCD電視相機、彩色微光/近紅外相機及前文提到的具有同樣探測器尺寸的短波紅外相機,還帶有三個用於測距、照明及指示的激光器。

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