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紅外成像光學(xué)系統(tǒng)是實現(xiàn)高畫質(zhì)紅外／熱成像的重要環(huán)節(jié)。與可見光成像光學(xué)系統(tǒng)相比，光學(xué)系統(tǒng)更復(fù)雜也更困難。紅外輻射的波長比可見光的大一個數(shù)量級，容易發(fā)生衍射；紅外光學(xué)材料的折射率大且種類較少，用不同材料組合進(jìn)行光學(xué)像差校正的選擇范圍??；因此對光學(xué)系統(tǒng)與元件面形的設(shè)計與加工要求更高。
紅外熱成像儀的工作原理，是利用紅外探測器和光學(xué)成像物鏡接收被測目標(biāo)的紅外輻射能量分布圖形，反映到紅外探測器的光敏元件上，從而獲得紅外熱像圖，這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應(yīng)。簡單來說紅外熱像儀就是將物體發(fā)出的不可見紅外能量輻射轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷臒釄D像，熱圖像上不同顏色代表被測物體的不同溫度。目前紅外熱成像技術(shù)已經(jīng)較多應(yīng)用于電力、冶金、石化、機械、醫(yī)療、質(zhì)量控制、監(jiān)控等領(lǐng)域。
在紅外顯微鏡和紅外成像系統(tǒng)測試中，通過特殊設(shè)計的光學(xué)系統(tǒng)將測量光束直徑縮小到微米甚至亞微米量級，從而可測試尺寸非常小的樣品或者是大尺寸樣品中非常小的區(qū)域，顯然此時光通量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于常規(guī)紅外光譜儀，若要獲得高的信噪比，對整體光學(xué)系統(tǒng)的光路系統(tǒng)要求相應(yīng)也有很大的很高，通常需要多個光學(xué)聚焦鏡(卡塞格林鏡)聯(lián)合使用，才能保證紅外光同軸，且能量損失zui小。
在紅外顯微鏡和系統(tǒng)的光通量遠(yuǎn)低于常規(guī)紅外光譜儀，且掃描速度較快，常規(guī)紅外檢測器不能滿足要求，無論是單點還是圖像分析，均需要使用液氮冷卻的MCT檢測器以保證在快速測量時的高信噪比。此處需要說明，雖然測試速度比較慢，但是單點檢測器的信噪比更高、測量光譜范圍更寬。
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