
该视频看起来像是一个钨撬棍将熔融的发光铀挖出,但是……但没有。 这不是热像仪的图像-它是最接近的红外光谱范围。 也许您将再也看不到隐藏在剪切下的独特图片,欢迎您...
ps:在移动版本中阅读标题的人们现在看不到动画,因此,欢迎立即阅读本文……您的一杯现煮咖啡以下... =)
常规的硅CCD和CMOS检测器无法用于获取光谱范围内波长大于1μm的图像。 波长为1μm的量子无法在硅探测器中感应电子,并且近红外范围内的量子效率迅速降低至零。

基于砷化镓铟(InGaAs)的探测器已经用于记录近红外辐射。 好吧,几年前,我们进入了这种类型的近红外(SWIR,近红外)商用探测器的手中。 检测器分辨率很小:320x256个元素。 检测器的光谱特性如下图所示。

似乎没有什么预示着困难,并且此探测器上的摄像头设计不应与可见范围的摄像头设计有所不同,但事实并非如此。 最终的主要困难是检测器的暗电流非常大,单个元件的参数分布非常大。 看一下下面的图表:

在16毫秒内,检测器的各个元件的势阱将迅速填充3-5%,而对于每秒25帧(40毫秒)的频率而言,这已经是8-12%。 对于检测器元件的势阱的容量为600万。 一个电子是单个元素暗电流的600,000个电子,单个像素中的噪声超过800个电子。 是很多还是一点? 对于照明对象的配准来说,这是很正常的,但是对于能够检测自身温度高达100°C的物体的辐射的敏感相机(如第一个视频所示),则800个电子的噪声非常非常大。
如您所见,该图显示了一个完全黑体的辐射,对于温度为300-400K的物体,辐射在1-2微米范围内非常弱。

第二个特点是每个元素的特性有很大的不同。 开发过程花了几年时间,重点是低噪声模拟电路的开发,以及取决于温度的单个元件特性的近似值。 我再说一遍,检测器是商用的,我们不能冷却检测器并且不能直接降低暗电流水平,但是我们能够实现检测器的恒温,这大大影响了特性的稳定性。
之前,在某些文章中,我们提到了这款相机,并将其操作与可见光范围的检测器以及图像增强管3+的电子光学转换器进行了比较:
“
因为晚上会看到不同的相机和设备 ”
还演示了该相机在白天观察模式下的功能:
“
在白天或白天的天文观测恒星 ”
现在,我们要补充以前发布的内容,并演示近红外摄像机的其他独特功能。
最常见的问题是“相机如何在雾中看到?” 捕捉高品质的迷雾并不容易,因此对于可能不太清晰的视频,我们立即表示歉意。 为了演示,如通过肉眼实际看到的那样,使用了PanasonicGM1可视范围相机。



雾sw摄像机中的自我观察视频
原始视频可在链接中找到
“
VS320视频源 ”
“
PanasonicGM1原始视频 ”
为了以防万一,我们警告说雾气彼此非常不同,在任何光谱范围内都看不到雾气时,就有雾气了。 结果高度依赖于水颗粒的分散。
视频演示了相机的灵敏度,文章标题中提供了片段。 这是一杯普通的咖啡,里面有美味的现煮咖啡。 在视频的开头,我们观察到物体自身的热辐射,并且在打开被反射的光之后。 到目前为止,VS320摄像机是唯一可以演示高达100'C的物体视频发射的摄像机。 我们在展览中多次展示了此视频,并且总是面临怀疑=)
例如:彩色相机和眼睛可以看到温度高于500°C的铁水,黑白CCD矩阵可以看到温度为400°C的热烙铁头,VS320 SWIR相机可以看到50-60°C的物体。
对绝对黑体的模型进行更客观的测量。 在大约50度时,比较检测器元件的噪声和黑体模型的信号。

原始视频可在此处获得(注意!大尺寸,如未压缩)
“
VS320黑体视频 ”
在使用相机时遇到的一些有趣的问题,
这是应用于钞票的特殊保护,也许这些是发光标记:
在正常照明下的钞票图像与俄罗斯中央银行网站上显示的图像没有区别,例如500r:


但是,当使用唯一可见光谱(荧光灯)照明时,会发现标记位于不同位置的不同钞票上,并且可以用于对钞票进行其他自动分类:

在俄罗斯联邦中央银行的网站上未标明这种保护

显然,他们在新的帐单中拒绝了此标记,现在标记位于同一位置,并以字母P环绕:

这是所有的钞票在一起:

还应注意,夜空在近红外范围内非常明亮。 这使您可以与其他夜视设备的近红外摄像机竞争,以及与某些应用(例如在“明亮”的夜空下检测物体)竞争。
VS320。 红外附近的夜空。 源(200MByte) “
但是相反,在近红外中,天空要暗得多(与光谱可见部分中的天空亮度相比),例如,在非常明亮的晴天时的框架。

此属性可用于在白天观察天体,文章中描述了一种特殊情况:“
白天或白天天文学观察星星 ”。
相比之下,近红外摄像机的最重要功能(以及改善雾中可见性的功能)是雾度中的可见性更好,相比之下,光谱不同部分的帧如下:

但是在斜拉桥上的近红外范围内的视频距离为9-10 km。
这是沿斯莫尔尼(Smolny)9公里处的演示(在视频中间,摄像机功能已打开:局部对比(HDR / DDE的模拟))

您仍然可以谈论很多有关近红外的内容,但是,不幸的是,这超出了一篇文章的范围。 如果成功并且有足够的材料,我们一定会继续。 综上所述,可以说可以使用近红外摄像机:
-改善雾中的能见度
-通过雾霾,烟雾改善可见度
-作为夜视仪(提高夜间能见度)
-搜索天上的物体
-在开发多光谱相机时,重要的是要看到明显的温暖
隐藏在可见范围内的对象
-对于该频谱范围很重要的工业特殊应用
-当某些颜色变成低对比度,而其他颜色相反地在此范围内变暗或发亮时,搜索遮罩的对象。
我要感谢NPK Photonika组织,该组织为开发该探测器提供了长期的资助。 该工作的结果是具有非常高的感光度特性的相机。 特别要感谢开发它,对其进行了多次重做,还建立了数学模型并为这种顽固的InGaAs检测器开发了校准技术的同事。
好吧,实际上是VS320摄像机的照片“尺寸”:

我们正在等待评论中的问题,我们将很乐意回答。