很多人由于受到影视作品的影响,对红外热成像有诸多误解,认为热成像无所不能,甚至于能透视穿墙…

红外热成像能否穿透玻璃成像-天铂云科
来自电影《速度与激情:特别行动》
红外热成像能否穿透玻璃成像-天铂云科
来自电影《蒸发密令》

实际使用时很多人会发现红外热成像无法透过玻璃成像。下图画面左边的窗户为关闭状态,可以看到红外热像仪无法对窗外的物体进行成像。

红外热成像能否穿透玻璃成像-天铂云科
热成像拍摄窗户

光的不同波段

人肉眼眼能够看到的光线范围,也就是我们常说的“可见光”,它的波长区间是从400nm(紫)700nm(红),因此这一区间的光域被称为“可见光域”。

红外热成像能否穿透玻璃成像-天铂云科
不同波段的光

根据上图所示,每种光都是有特定波长范围的,那么波长从长到短的顺序排列,常见光线的顺序为无线电、微波、红外线、可见光、紫外线。根据科学测试,波长越短,频率越高、能量越大的波穿透达到的范围越大;波长越长,频率越低、能量越小的波穿透达到的范围越小。

红外热成像能否穿透玻璃成像-天铂云科
波长与光子能量

而红外线的波长比较长,能量不够,远远达不到原子、分子解体的效果。因此,红外线只能穿透了原子分子的间隙中,而不能穿透到原子、分子的内部,由于红外线只能穿透到原子、分子的间隙,会使原子、分子的振动加快、间距拉大,即增加热运动能量,给人的感觉是热的感觉,产生的效应是热效应。

红外线的分类

红外线在不同应用领域有不同的分类方法,一般使用上红外线可以分为:

●近红外线(NIR, IR-A DIN)

波长在0.75-1.4微米,以水的吸收来定义,由于在二氧化硅玻璃中的低衰减率,通常使用在光纤通信中。在这个区域的波长对影像的增强非常敏锐。例如,包括夜视设备,像是夜视镜。

●短波长红外线(SWIR, IR-B DIN)

1.4-3微米,水的吸收在1,450奈米显著的增加。1,530至1,560奈米是主导远距离通信的主要光谱区域。

●中波长红外线(MWIR, IR-C DIN)

也称为中红外线:波长在3-8微米。被动式的红外线追热导向导弹技术在设计上就是使用3-5微米波段的大气窗口来工作,对飞机红外线标识的归航,通常是针对飞机引擎排放的羽流。

●长波长红外线(LWIR, IR-C DIN)

8-15微米。这是”热成像”的区域,在这个波段的感测器不需要其他的光或外部热源,例如太阳、月球或红外灯,就可以获得完整的热排放量的被动影像,有时也会被归类为”远红外线”。

●远红外线(FIR)

50-1000微米。

红外热成像能否穿透玻璃成像-天铂云科
锗玻璃

红外不能穿透玻璃的说法并不严谨,近红外是可以做到穿透玻璃,但是大部分的红外热成像仪都是接收长波红外波段区间的红外线,而长波红外无法穿透日常生活中常见的玻璃,只可以穿透由某些特殊材料制成的玻璃,常见的就是锗玻璃,热像仪的镜头也都是使用的锗玻璃。

红外热成像能否穿透玻璃成像-天铂云科
锗镜头

锗玻璃在2-16um具有很好的透光性能,普通的光学玻璃在这些波段透过率极低。加上在锗玻璃上镀上光学薄膜,可以大大增加它的透过率,减少锗玻璃表面的反射率。锗玻璃在可见光波段是不透过的。

综上所述,并不是红外线不同穿透玻璃,只是在红外热成像仪探测器能接收的红外波段区间的光无法穿过玻璃,造成了热像仪无法透过玻璃成像的现象。