红外技术
红外技术是一门专注于研究红外辐射的产生、传播、转化、测量及其实际应用的科学技术领域。其英文名称为Infrared Technique，也常被称为红外探测器或红外系统。该技术被广泛应用于红外热成像、红外摄像、红外通信以及红外光谱分析等多个重要领域。
技术介绍英文名称；
Infrared Technique
检索词
红外技术；红外探测器；红外系统
技术类别
信息系统技术；探测技术；
主要部分
1. 红外辐射的基本特性，包括受热物体所产生辐射的光谱分布、强度变化与方向性特征；红外辐射在介质中的传播行为，如反射、折射、衍射和散射现象；以及热电效应与光电效应等。
2. 红外元器件与核心部件的开发，涵盖辐射源、微型制冷装置、红外窗口材料与滤光器件等。
3. 将各类红外元器件集成为完整系统的光学设计、电子学调控及精密机械结构。
4. 红外技术在国防军事与国民经济中的多样化应用。由此可见，红外技术的研究范畴极为广泛，既包括目标与背景的红外辐射特性分析，又涉及元器件、系统集成、材料研发及实际场景的应用突破。
相关技术
探测技术；精确制导技术；光电子技术；先进材料技术 [技术难点]
红外技术发展的核心挑战包括高性能红外材料的研发、高效制冷方案的实现、红外设备向更长波段扩展、红外焦平面阵列的研制，以及红外设备与数据处理系统的深度融合。
国外概况
自1800年英国天文学家F·W·赫歇尔首次发现红外辐射以来，红外技术已走过近两个世纪的发展历程。早期进展较为缓慢，直至20世纪40年代，现代红外技术才真正兴起。当时，德国成功研制出pbs及多种红外透射材料，并以此开发出多种军用红外系统，如高射炮瞄准仪、海岸监视系统、机载轰炸探测仪和火控系统等。此后，美国、英国、苏联等国加速发展红外技术。美国尤其注重其在军事领域的应用，目前已将红外技术广泛应用于单兵装备、装甲车辆、航空航天侦察、预警跟踪及武器制导等方面。
红外发展
红外技术的演进始终以红外探测器的创新为核心驱动力。
1800年
F·W·赫歇尔利用水银温度计首次探测到红外辐射，这成为最早的热敏型红外探测器。
1830年以后
科学家先后发明了温差电偶热敏探测器和测辐射热计等设备。在20世纪40年代之前，热敏型探测器是红外技术的主流。
19世纪
借助热敏探测器，研究者逐步揭示了红外辐射的特性与规律，证实了红外线与可见光同属电磁波，具有相同的物理性质，传播速度为光速，并可通过波长进行表征。
20世纪初开始
科研人员系统测量了大量有机与无机化合物的红外吸收、发射及反射光谱，奠定了红外技术在物质分析中的科学基础。
30年代
首台红外光谱仪问世，随后发展成为化学与物理分析中不可或缺的工具。
40年代初
光电型红外探测器（如pbs探测器）诞生，以其高灵敏度和稳定性推动了技术飞跃。
50年代
半导体物理的突破进一步促进了光电型红外探测器的发展。
到60年初期
1～3μm、3～5μm和8～13μm三个大气窗口均实现了高性能探测器。同时，固体物理、光学、电子学、精密机械与微型制冷技术的进步，推动了红外技术在军民领域的广泛应用。
60年代中叶
自20世纪60年代中期以来，红外探测器与系统的发展呈现出以下趋势：
1. 探测器从单元、多元发展为焦平面阵列。多元线列探测器显著提升了信噪比和分辨率，而焦平面阵列则实现了热成像功能。目前，长波镉汞(HgCdTe)探测器面阵已达640×480像素，实验室水平更高，预计未来将向百万像素级发展。
2. 工作波段从近红外扩展至远红外。例如，美国开展的超波谱地雷探测计划利用傅里叶变换光谱仪实现中远红外探测，远红外技术成为新的研究热点。
3. 向轻量化、非制冷、集成化与大面阵方向发展。非制冷焦平面阵列大幅降低了成本、体积和功耗，同时借助计算机与微电子技术，实现了高性能室温目标探测。
4. 从单波段向多波段系统演进。多波段探测可提升目标信息的精确性与可靠性，降低虚警率，增强搜索与跟踪能力。例如，法国与瑞典联合开发的“博纳斯”末敏子弹药就采用了多波段红外探测系统。
激光的出现
20世纪60年代激光技术的诞生对红外技术产生了深远影响。许多激光器件工作在红外波段，其相干性使得外差接收技术得以应用，从而实现了红外雷达与通信系统，显著提升了分辨率与信息容量。这一进展推动了新型探测器与传输方式的出现，促进了红外技术向更高水平发展。
应用
红外应用产品种类繁多，涵盖红外热像、红外摄像、红外通信、红外光谱分析及红外传感器等多个重要领域。
红外热像仪
红外热像仪是红外应用市场中份额最大的领域，在军事和民用领域均有广泛应用。在现代军事中，它被用于卫星、导弹、飞机等装备；在民用领域，则广泛应用于电力、消防、工业、医疗与安防等行业。随着非制冷技术的成熟，成本大幅降低，国内企业如大立科技、昆明北方红外、武汉高德等逐渐崛起，在产品性能上与进口产品接近，但价格更具优势。据行业预测，全球民用红外热像仪市场将以年均15%的速度增长，到2012年市场规模预计达38.12亿美元。中国市场的增速可能高达20%，到2011年需求规模约9.95亿元。中国光学学会常务理事倪国强指出，与发达国家相比，我国军用红外热像仪的配置仍有较大提升空间，未来市场潜力巨大。
红外摄像机
随着北京奥运会、上海市世博会、2010年广州亚运会等大型活动对安防要求的提高，红外摄像机在夜间监控中的应用日益广泛。不仅用于关键设施，也普及至居民小区。国内品牌占据大部分市场，外国品牌主要集中于高端领域。深圳、东莞市和浙江省是国内三大产业基地。未来，提升自主研发能力将是行业主要发展方向。
红外通讯
红外通信早期主要用于家电与汽车遥控器。随着调制技术与收发器技术的发展，其应用领域不断扩展。1993年国际红外线协会成立，推动了标准化进程。至2000年，全球已有1.7亿台搭载红外模组的电子产品上市。在个人笔记本、PDA、数码相机等设备的带动下，红外传输速率从115.2Kbps提升至4Mbps以上。手机市场普遍支持红外通信技术，遥控器市场也持续增长，如Zilog公司已交付超过4亿片相关芯片，客户包括飞利浦、三星电子、索尼等国际品牌。
红外光谱仪
红外光谱仪主要用于化学与物理分析，广泛应用于实验室、石油、农业及质检等领域。分为通用型与专用型，近红外光谱仪是主流。国内在近红外分析技术方面已取得一定进展，如中国石油科学院、北京农业大学及中国药科大学等单位开发了具有自主知识产权的仪器与软件。高端市场仍由进口产品主导，国产厂商如聚光、英贤等主要集中于中低端产品。国家食品药品监督管理总局曾大规模采购进口设备，表明国内高端产品仍有较大发展空间。
红外测速传感器
红外线对射管采用脉冲驱动方式，通过阵列组成光电传感器，能有效抵抗环境光干扰。其创新点在于可通过多点采集提升精度，阵列间距与数量可根据需求灵活调整。
红外传感器
红外温度传感器在远距离测温与控制领域表现突出，广泛应用于食品加工、汽车、医疗等行业。其抗电磁与射频干扰的特性使其在复杂环境中具有优势。智能红外传感器内置微处理器，支持双向通信，正成为市场新趋势。随着便携式设备体积缩小、成本降低，其应用场景进一步扩展至家电、汽车电子等领域。全球红外传感器市场持续增长，其中第三世界国家由于工业化进程加速，需求增长尤为显著。
[影响]
任何温度高于绝对零度的物体都会辐射红外线，温度越高，辐射越强。利用目标与背景辐射的差异，红外技术可实现昼夜目标探测、跟踪与识别。在现代战争中，红外技术是获取战场信息的关键手段之一，被广泛应用于侦察、监视、预警与跟踪。例如，预警卫星可在短时间内识别导弹发射，为防御系统提供预警。在1991年海湾战争中，美国利用红外预警卫星成功引导“MIM-104防空导弹”拦截伊拉克的“飞毛腿导弹”。
种类
红外技术与激光技术并列为现代高科技代表，广泛应用于工业、农业、医疗、交通等领域。红外测温、测湿、理疗、检测、报警、遥感与防伪等技术备受青睐。光电探测器作为红外技术的核心部件，根据内光电效应工作，可分为多种类型：
光伏型：基于p－n结的光生伏特效应，光子激发电子空穴对，形成电压信号。具有高阻抗、无需偏置电场等优点，适合焦平面阵列集成。
光导型：即光敏电阻，光子激发载流子导致电导变化。分为本征与杂质光电导，后者需更低工作温度。
量子阱探测器(QWIP)：利用量子阱能级跃迁原理研制，虽存在光子利用率低、响应窄等挑战，但发展迅速，已有640×480像素焦平面阵列问世，未来有望与碲镉汞探测器竞争。
红外遥感
待机功能虽方便了生活，却造成了大量能源浪费。据估算，全球家庭待机电量相当于长期点亮15W～30W的灯泡，仅中国彩电待机年耗电就达150亿度。待机设备还会释放二氧化碳，加剧气候变暖。红外遥感技术可有效解决这一问题，通过智能控制减少不必要的能耗。例如，利用现有遥控器控制其他电器，提升生活便利性与能效。
技术分类
红外技术通常按波段划分为近红外（0.75～3.0μm）、中红外（3.0～20μm）和远红外（20～1000μm）。因大气吸收效应，仅1～3μm、3～5μm和8～13μm三个窗口适用于红外传输，在军事应用中常直接称其为近、中、远红外波段。
参考资料 >
标签： 红外技术的工作原理 红外技术原理趋势分析 红外技术及应用
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