紅外望遠鏡

紅外望遠鏡

接收天體的紅外輻射望遠鏡
紅外望遠鏡(infrared telescope),是接收天體的紅外輻射的望遠鏡。
    中文名:紅外望遠鏡 外文名:infrared telescope 别名: 屬性:接收天體的紅外輻射的望遠鏡 方法:幹涉法 波段:波長800—1 000nm 發明時間:19世紀下半葉

定義

在極惡劣的氣候條件下能探測500米或更遠處的人、物體、車輛移動的儀器。望遠鏡的一種。又稱被動紅外望遠鏡。被動紅外望遠鏡的特點是:它們之間互不幹擾;可以跟蹤,不發射出信号;低功耗、長距離、窄光束;容易安裝,快速響應。紅外眼在周界防護、邊界和圍牆觀察、戰場測向系統、火和爆炸探測、交通計算流量和控制以及高壓電線杆保護方面有廣泛用途。

結構特點

紅外望遠鏡與普通的光學望遠鏡的原理和結構基本相同,其特殊要求有:

1)紅外望遠鏡不要封閉式的鏡筒,而要采用桁架結構,盡可能減少視場内的機械結構物,而那些不可缺省的結構物也不能塗黑而要抛光鍍亮,以減少其紅外發射系數,或包以鋁箔或金箔。

2)一般紅外望遠鏡的焦比較大,f/20~f/50,有的達f/100。大的焦比有利于降低天空背景的亮度,以減少天空背景輻射噪聲。大焦比還可以減少副鏡尺寸,以便于實現調制,也可減小主鏡中心孔的大小,從而降低來自望遠鏡的紅外背景輻射。

3)在主、副鏡匹配上,采用較小的副鏡及小巧的副鏡支架,是為了避免來自主鏡邊緣及副鏡框架的熱輻射,以便于實現副鏡的調制。

4)主副鏡鍍銀或鍍金。鏡面鍍金或鍍銀比鍍鋁對紅外輻射反射率高,發射率小。

5)高的指向精度及寬和亮的導星視場。這便于對暗的或不可見的天體進行紅外探測。

6)運用紅外調制技術,實現紅外調制可用不同的方法,主要有:①望遠鏡的焦平面調制②副鏡調制。③主鏡調制。

成像原理

紅外望遠鏡可以看到紅外線也就是波段(波長800—1 000nm)之間的的望遠鏡。在軍事應用上也是夜視望遠鏡中的一種。當然,紅外望遠鏡更多的時候則是被應用到天文觀測中。紅外線望遠鏡通過光電轉換,把紅外線轉換成電子流,再使電子倍增,最後使電子打在熒光屏上,變成可見光。隻要有溫度就會産生紅外線 ,他就是一個特殊的鏡片,能通過并顯示紅外線。

紅外望遠鏡應用

紅外觀測成像也與光學圖像大相徑庭。由于地球大氣對紅外線僅有7個狹窄的“窗口”,所以紅外望遠鏡常置于高山區域。世界上較好的地面紅外望遠鏡大多集中安裝在美國夏威夷的莫納克亞,是世界紅外天文的研究中心。1991年建成的凱克望遠鏡是最大的紅外望遠鏡,它的口徑為10米,可兼作光學、紅外兩用。此外還可把紅外望遠鏡裝于高空氣球上,氣球上的紅外望遠鏡的最大口徑為1米,但效果卻可與地面一些口徑更大的紅外望遠鏡相當。紅外望遠鏡的樣子每個不同,都肯定需要電池,因為物體發出的紅外線是看不見的,機器需要在接受到紅外後,按照接受到的發出相應的可見光。發光就需要電。紅外有很多種,大多數微光夜視儀也有紅外功能,它的紅外屬于短波紅外,比可見光長一點,類似遙控器。這種夜視儀設計紅外的目的是為了可以用紅外照明,這樣不容易被(敵人)發現。還有一種是熱成像,熱成像實際也是收集熱物體發出的紅外,隻是這種紅外波長很長,用一般的微光夜視儀無法看見。熱成像的優點是可以有效地觀察熱源,例如哺乳動物、汽車等等,在軍事上用處很大。

紅外望遠鏡變步長自動對焦設計在遠距離目标檢測和跟蹤的過程中,成像清晰起着至關重要的作用。

1.26m紅外望遠鏡是一台由國家天文台和廣州大學聯合建設的望遠鏡系統,測光觀測是該望遠鏡的重要觀測手段之一。但當前一直存在數據處理周期較長、處理過程需要人工處理等問題。為了提高廣州大學合作團隊的數據處理能力,提出了一種面向1.26 m紅外望遠鏡半自動的測光處理管線,該管線在獲取原始數據後,基于當日的觀測記錄重建FITS頭文件信息,随後管線系統自動對圖片進行預處理、定位目标星源、計算出目标星等相關操作,最後獲得可利用的測光數據。

發展曆史

最早的紅外觀測可以追溯到18世紀末。由于地球大氣的吸收和散射造成在地面進行的紅外觀測隻局限于幾個近紅外窗口,因此要獲得更多紅外波段的信息,就必須進行空間紅外觀測。從19世紀下半葉,紅外天文學觀測才真正開始。最初是用高空氣球,後來發展到飛機運載紅外望遠鏡或探測器進行高空觀測。1 983年1月23日,美英荷聯合發射了第一顆紅外天文衛星IRAS。其主體是一個口徑為57厘米的望遠鏡,主要從事巡天工作。IRAS的成功極大地推動了紅外天文學在各個層次的發展。IRAS的觀測源仍是天文學家研究的熱點目标。1995年11月17日由歐洲、美國和日本合作的紅外空間天文台ISO發射升空。ISO的主體是一個口徑為60厘米的R—C式望遠鏡。它的功能和性能均比IRAS行許多提高。與IRAS相比ISO具有更寬的波段範圍、更高的空間分辨率、更高的靈敏度(約為IRAS的100倍)以及更多的功能。大口徑的地基紅外望遠鏡必須安裝在具有良好大氣條件的觀測台站才能充分發揮其性能,天空背景輻射和大氣傳輸特性是地基紅外望遠鏡站址選擇所需考慮的重要内容。

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