长波红外光学和中波

热辐射波长范围
热辐射是指物体因其温度而发出的电磁辐射。

热辐射波长范围涵盖了从长波红外到短波紫外的广阔范围。

在这个范围内，不同波长的辐射具有不同的特性和应用。

长波红外辐射波长范围从1毫米到100微米，它主要与物体的温度相关。

理论上，温度越高，辐射的波长越短。

因此，长波红外辐射主要来自低温物体，比如地面、建筑物和人体。

这种辐射被广泛应用于红外热成像、夜视和红外线测温等领域。

中波红外辐射波长范围从3微米到8微米，其特点是对温度和物体材料的响应都比较均衡。

中波红外辐射主要来自中等温度的物体，比如火焰、机械设备和电子元件。

利用中波红外辐射可以进行火焰检测、故障诊断和质量控制等应用。

短波红外辐射波长范围从0.8微米到3微米，它主要与光的特性相关。

短波红外辐射主要来自高温物体，比如太阳和熔炉。

利用短波红外辐射可以进行材料分析、表面处理和光谱研究等应用。

紫外辐射波长范围从10纳米到400纳米，它是可见光和X射线之间的区域。

紫外辐射主要来自高能量的物体，比如太阳和放射性物质。

紫外辐射具有较强的杀菌作用，因此被广泛应用于水处理、空气净化和食品消毒等领域。

总结起来，热辐射波长范围从长波红外到短波紫外，涵盖了不同波长的电磁辐射。

这些辐射具有不同的特性和应用，包括红外热成像、火焰检测、材料分析和紫外消毒等领域。

研究和应用热辐射波长范围有助于我们更好地理解和利用电磁辐射的特性，推动科学技术的发展和社会进步。

、红外光学玻璃与红外晶体材料光学特性:1■晶体材料晶体材料包括离子晶体与半导体晶体离子晶体包括碱卤化合物晶体，碱土一卤族化合物晶体及氧化物及某些无机盐晶体。

半导体晶体包括W族单元素晶体、川〜V族化合物和n〜w族化合物晶体等。

离子型晶体通常具有较高的透过率，同时有较低的折射率，因而反射损失小，一般不需镀增透膜，同时离子型晶体光学性能受温度影响也小于非离子型晶体。

半导体晶体属于共价晶体或某种离子耦合的共价键晶体。

晶体的特点是其物理和化学特性及使用特性的多样性。

晶体的折射率及色散度变化范围比其它类型材料丰富得多。

可以满足不同应用的需要，有一些晶体还具备光电、磁光、声光等效应，可以用作探测器材料。

[1]按内部晶体结构晶体材料可分为单晶体和多晶体①单晶体材料表1.1 几种常用红外晶体材料[1]名称化学组成透射长波限/卩m 折射率/4.3卩m硬度/克氏密度/(g・cm3)溶解度/(g - L-3)H2O金刚石 C 30 2.4 8820 3.51 不溶锗Ge 25 4.02 800 5.33 不溶硅Si 15 3.42 1150 2.33 不溶石英晶体SiQ 4.5 1.46 740 2.2 不溶兰宝石AI2O3 5.5 1.68 1370 3.98 不溶氟化锂LiF 8.0 1.34 110 2.60 0.27 氟化镁MgF 8.0 1.35 576 3.18 不溶氟化钡BaF 13.5 1.45 82 4.89 0.17 氟化钙CaF 10.0 1.41 158 3.18 0.002 溴化铊TLBr 34 2.35 12 7.56 0.05 金红石TQ2 6.0 2.45 880 4.26 不溶砷化镓GaAs 18 3.34(8(im) 750 5.31 不溶氯化钠NaCl 25 1.52 17 2.16 35硒化锌ZnSe 22 2.4 150 5.27 不溶锑化铟InSb 16 3.99 223 5.78 不溶硫化锌ZnS 15 2.25 354 4.09 不溶KRS-5 TLBr-TLI 45 2.38 40 7.37 0.02 KRS-6 TLBr-TLCl 30 2.19 35 7.19 0.01表1.2红外多晶材料[1]材料透射范围/(1 m 折射率/5 i m 硬度/克氏熔点/ c密度/(g • m3)在水中溶解度-9.5 1.34 576 1396 3.18 不溶MgF 0.45-ZnS 0.57-15.0 2.25 354 1020 4.088 不溶--10.0 1.7 640 2800 3.58 不溶MgO 0.39-CaF2 0.2〜12.0 1.37 200 1403 3.18 微溶ZnSe 0.48 〜22 2.4 150 5.27 不溶CdTe 2〜30 2.7 40 1045 5.85 不溶常用的红外单晶材料包括Ge Si、金红石、蓝宝石、石英晶体、ZnS GaAs、MgF、NaCI、TIBr、KHS-6(TIBr-TICI) 和KHS-5(TIBr-TII) 等，具有熔点高、热稳定性好、硬度高、折射率和色散化范围大等优点，但晶体尺寸受限、成本相对较高。

远红外线波长范围50 –1，000微米，中红外线3－50微米，近红外线0.78－3微米（ISO 20473分类）。

近红外线最接近人眼可以看到的波长范围，而中波红外线及长波红外线就逐渐地远离可见光谱。

在地球表面，几乎所有的热辐射都是由不同频率的红外线组成。

在这些天然的热辐射源中，只有闪电及火热到可以产生一些可见光，而火产生的红外线比可见光还要多。

红外光的波长范围
近红外光的波长范围是780～2526纳米。

近红外光分为近红外短波（780～1100nm）和近红外长波（1100～2526nm）两个区域。

近红外区域是人们最早发现的非可见光区域。

属于分子振动光谱的倍频和主频吸收光谱，主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的，具有较强的穿透能力
红外光的波长范围
红外光指的是波长范围从0.7μm至500μm的光，具体可细分为近红外、中红外、远红外光三个区域。

近红外：是指波长范围从0.7μm至2.5μm的红外光。

中红外：是指波长范围从2.5μm至25μm的红外光，是分子结构分析最有用、信息最丰富的区域远红外：是指波长范围从25μm至500μm 的红外光。

紫外光谱和红外光谱的范围
紫外光谱(UV,U1travio1et)和红外光谱(IR,Infrared)是电磁波谱的两个部分，它们的波长范围如下：
紫外光谱的波长范围：紫外光谱通常被划分为近紫外光谱(UV-A)＞中紫外光谱(UV-B)和远紫外光谱(UV-C)三个子区域。

近紫外光谱(UV-A)：波长范围为320-400纳米(nm)o
中紫外光谱(UV-B):波长范围为280-320纳米(nm)o
远紫外光谱(UV-C)：波长范围为IoO-280纳米(nm)o
红外光谱的波长范围：红外光谱通常被划分为近红外光谱、短波红外光谱(SWIR)＞中波红外光谱(MW1R)和长波红外光谱(1WIR)o
近红外光谱：波长范围为700∙1400纳米(nm)o
短波红外光谱(SWIR)：波长范围为1400-3000纳米(nm)o
中波红外光谱(MWIR)：波长范围为3000-8000纳米(nm)o
长波红外光谱(1WIR)：波长范围为8000-15000纳米(nm)o。

光学成像技术在军事和安全领域的应用研究随着科技的发展，光学成像技术在军事和安全领域的应用越来越广泛。

本文将从成像原理、成像技术、设备应用等多个方面，深入探讨光学成像技术在军事和安全领域的应用研究。

一、成像原理所谓光学成像技术，就是将物体投射到光学系统中，通过光学透镜等设备进行成像，最终得到一个清晰的图像。

其成像原理主要是基于光的传播和折射规律，利用光线在不同介质中传播时发生折射，通过调整透镜的曲率等参数，使得光线汇聚在一点，从而形成物体的像。

在军事和安全领域的应用中，光学成像技术主要是通过红外成像、夜视成像、光电子成像和激光雷达成像等方式进行。

其中，红外成像技术最为常用，可以在夜间或低照度环境下探测目标，并得到高清晰度的图像。

而夜视成像则是利用低照度下的残余光线进行成像，有利于在无可见光源的情况下对目标进行侦察和监控。

二、主要成像技术1、红外成像技术红外成像技术是一种利用目标所辐射的热能进行成像的技术。

这种技术的原理是将激光束对准目标区域，利用目标所辐射出的红外辐射进行成像。

对于高温物体而言，其辐射出的红外辐射能量越高，其图像的清晰度就越高。

因此，红外成像技术在军事和安全领域的应用具有重要的地位。

红外成像设备主要包括红外成像仪、红外瞄准仪和红外侦察仪等。

这些设备可以通过不同的光谱段对物体进行成像，分别有长波红外、中波红外和短波红外等方式。

2、夜视成像技术夜视成像技术是利用低照度下的残余光线进行成像的技术。

这种技术的原理是特制的光学系统将光线增强和放大，并转化为可见光线，从而形成一个清晰的图像。

由于该技术不需要主动照射，因此它也具有高度保密性和隐蔽性，适用于需要在夜间进行活动的特殊场合。

夜视成像设备包括夜视仪、夜视镜等，这些设备的分辨率、夜间探测距离和光敏度等性能也有较大的差异。

目前，夜视成像技术在军事和安全领域的应用已经非常普遍。

3、光电子成像技术光电子成像技术是利用半导体光电二极管等器件将光信息转化为电信号，并通过计算机处理得到图像的技术。

一、红外光学玻璃与红外晶体资料光学特征：1. 晶体资料晶体资料包含离子晶体与半导体晶体离子晶体包含碱卤化合物晶体,碱土—卤族化合物晶体及氧化物及某些无机盐晶体。

半导体晶体包含Ⅳ族单元素晶体、Ⅲ～Ⅴ族化合物和Ⅱ～Ⅵ族化合物晶体等。

离子型晶体往常拥有较高的透过率,同时有较低的折射率,因而反射损失小 ,一般不需镀增透膜,同时离子型晶体光学性能受温度影响也小于非离子型晶体。

半导体晶体属于共价晶体或某种离子耦合的共价键晶体。

晶体的特色是其物理和化学特征及使用特征的多样性。

晶体的折射率及色散度变化范围比其余种类资料丰富得多。

能够知足不一样应用的需要,有一些晶体还具备光电、磁光、声光等效应,能够用作探测器械料。

[1]按内部晶体构造晶体资料可分为单晶体和多晶体①单晶体资料表几种常用红外晶体资料[1]名称化学构成透射长波限 /折射率 / μ m硬度/克氏密度/(g ·cm)溶解度μm/(g ·L)HO金刚石C308820不溶锗Ge25800不溶硅Si151150不溶石英晶体SiO740不溶兰宝石AlO1370不溶氟化锂LiF110氟化镁MgF576不溶氟化钡BaF82氟化钙CaF158溴化铊TLBr3412金红石TiO880不溶砷化镓GaAs18(8 μm)750不溶氯化钠NaCl251735硒化锌ZnSe22150不溶锑化铟InSb16223不溶硫化锌ZnS15354不溶KRS-5TLBr-TLI4540KRS-6TLBr-TLCl3035②多晶体资料表红外多晶资料[1]资料透射范围 / μm折射率 /5 μm硬度/克氏熔点/℃密度/(g ·m)在水中溶解度MgF～5761396不溶ZnS～3541020不溶MgO～6402800不溶CaF～2001403微溶ZnSe～22150不溶CdTe2～30401045不溶常用的红外单晶资料包含Ge、Si 、金红石、蓝宝石、石英晶体、ZnS、 GaAs、 MgF、 NaCl 、TlBr 、KHS-6(TlBr-TlCl)和KHS-5(TlBr-TlI)等，拥有熔点高、热稳固性好、硬度高、折射率和色散化范围大等长处，但晶体尺寸受限、成真相对较高。

首先给大家简单介绍一下红外成像仪的主要分类：光子感应器式红外成像仪1. 根据红外成像仪的感应器不同来分类热感应器式红外成像仪光子感应器是将接受的辐射能量直接转换成电信号。

灵敏度很高，工作稳定，反映迅速。

热感应器是由多个感应单元同时接受辐射并被加热，通过比较热量的变化来给出成像信号,灵敏度比光子感应器式低，工作不如光子感应器稳定，反映速度也不及光子感应器，但是体积小，重量轻，价格便宜。

图一所提到的PM545 型就是热感应器式红外成像仪，在其说明书中有介绍。

中波红外线成像仪2. 根据红外线成像仪所适用的红外波长不同，可分为长波红外线成像仪以下给出的光谱图（图二），以便大家有一个感性的认识图二•可视光的波长范围一般为0.4 到0.7μm•近红外线的波长范围一般为0.7 到1μm•红外短波的波长范围一般为0.9 到2.5μm•红外中波的波长范围一般为 2 到5μm•红外长波的波长范围一般为7.5 到13 或14μm从图一的参数要求spectral band 7.5 to 13μm，我们看出其手册所要求的波长范围是长波红外线成像仪。

那么长波和中波红外线成像仪对红外图像的影响是什么？通过普朗克曲线图三，可以看出图三其影响主要在于随着待观察物体的温度升高，该物体所辐射的能量随着波长的减小而增大。

通俗点说也就是在测量接近常温下的物体时，长波红外线成像仪较敏感。

在测量超高温的物体时，中波红外线成像仪较敏感。

其次给大家介绍一下红外线成像仪的参数含义：1. 像素：是图像最基本的单位（Pixel），可以通俗的理解像素就是一个小点，而不同颜色或灰度的点(像素)聚集起来就变成一幅影像。

像素越高，意味着你可以更远的距离发现更细微的问题。

我公司采购的FLIR T400 型红外成像仪的像素为320X240 。

对于低分辨率的成像仪，为了提高影像的清晰度，可以安装长焦镜头。

但是，同时其视野也会随之减小。

对于给定的距离，同样的视野，像素越高，那么影像越清晰。

光学薄膜——红外膜红外膜相关介绍12 3红外膜制备技术常见红外膜及其应用国内外研究现状及发展方向目录41. 红外膜的相关介绍①定义红外膜是指对红外辐射是透明的固体薄膜，它主要的透明区是在中波范围（0.9um~5um）和长波范围8um~12um。

大多数中波范围的材料在可见光范围（0.3um~0.7um）也是透明的。

②红外膜类型1、基片的类型中波红外光学材料包括氧化物陶瓷，如A120,蓝宝石单晶、Zr02,Mg0 ,MgA120(尖晶石)、AION(氮氧化铝)、石英晶体和熔融石英;氟化物晶体如CaF2 , MgFz , Si3N4 , SiC等。

长波材料大多是半导体材料，如W族半导体材料Ge,Si和金刚石;2、膜料类型红外膜系材料中，低折射率材料A1F3,MgF2,SiO2,A1203, ThF4，高折射率材料有ZnS,ZnSe,Zr02,HfO2,TiO2,Ta207, Si,Ge等。

2020/6/2820世纪30年代80 年代初近年来军事新型红外膜隐身材料20世纪90年代中期提出红外膜概念成为研究的热点③硬膜的发展历程红外膜研究取得了很多成果红外膜硫化锌ZnS 硒化锌ZnSe 氟化镁MgF2二氧化硅SiO2硅Si 锗Ge氧化铝Al2O3④常见的红外膜材料2. 红外膜制备技术①化学气相沉积技术化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition,CVD）是一种热化学反应过程，是在特定的温度和经过特别处理的基体（包括硬质合金和工具钢材质）表面所进行的气态化学反应。

CVD技术常常通过反应类型或者压力来分类，包括低压CVD(LPCVD)、常压CVD(APCVD)、等离子体增强CVD(PECVD)以及Hot-Filament CVD和Laser Induced CVD等。

①化学气相沉积技术等离子体辅助化学气相沉积是制备超硬薄膜的主要方法之一，它结合了物理气相沉积和传统化学气相沉积的优点，既可以在较低的温度下沉积薄膜，又可以用于复杂形状工件内表面镀膜，是改善工件表面磨损性能和抗高温氧化性能的有效途径。

长波红外光学和中波
长波红外光学和中波红外光学是红外光谱学中非常重要的两个领域。

长波红外光学通常指的是大于10微米的波长范围内的光学学科。

在这个波长范围内，物体的辐射主要由分子振动产生，所以长波红外光学主要研究物质分子的振动光谱。

这个领域的研究对象包括有机化合物、聚合物、生物分子等。

长波红外光学在医学、化学、生物学等领域有广泛应用。

中波红外光学则涵盖了3到5微米的波长范围。

在这个波长范围内，物体的辐射主要由晶格振动产生，所以中波红外光学主要研究物质的结构和化学成分。

这个领域的研究对象包括无机物、有机物、金属等。

中波红外光学在材料科学、地球科学、环境科学等领域有广泛应用。

长波红外光学和中波红外光学在红外光谱学中占据重要地位。

它们的发展和应用对于推动红外技术的进步和对物质进行分析研究具有重要意义。

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大气窗口的主要波段大气窗口是指在大气吸收谱中存在的一些波段，这些波段的大气吸收较小，因此可以用于观测和研究大气之外的物体。

在这篇文章中，我们将详细介绍大气窗口的主要波段。

1. 可见光波段可见光波段是大气窗口中最广泛应用的波段之一。

它包括从400纳米到700纳米的波长范围，对应着紫、蓝、绿、黄、橙和红六种颜色。

由于大气对可见光的吸收较小，因此我们可以通过可见光波段观测到地面上的物体、天空中的星星和行星等。

2. 近红外波段近红外波段是指波长范围从700纳米到2500纳米的光线。

在这个波段中，大气吸收较小，因此可以用于遥感、气象和军事等领域的观测和研究。

近红外波段的应用非常广泛，例如可以用来探测地表温度、监测植被生长情况、研究大气成分等。

3. 红外窗口红外窗口是指在红外光谱中存在的一些波段，它们的大气吸收较小，可以用于观测地球表面和太空中的物体。

红外窗口包括短波红外窗口、中波红外窗口和长波红外窗口。

短波红外窗口对应的波长范围是3-5微米，中波红外窗口对应的波长范围是5-8微米，长波红外窗口对应的波长范围是8-15微米。

这些波段的应用非常广泛，例如可以用来探测地表温度、监测热辐射、研究大气成分等。

4. 微波窗口微波窗口是指在微波频段中存在的一些波段，它们的大气吸收较小，可以用于观测地球表面和大气中的物体。

微波窗口包括L波段、S 波段、C波段、X波段、K波段和Ka波段等。

这些波段的应用非常广泛，例如可以用来探测降水、测量海洋表面风场、监测冰雪覆盖等。

总结起来，大气窗口的主要波段包括可见光波段、近红外波段、红外窗口和微波窗口等。

这些波段的大气吸收较小，可以用于观测和研究地球表面、大气和太空中的物体。

它们在遥感、气象、军事等领域有着广泛的应用，为人们研究和了解地球和宇宙提供了重要的数据和信息。

一、红外光学玻璃与红外晶体材料光学特性：1.晶体材料晶体材料包括离子晶体与半导体晶体离子晶体包括碱卤化合物晶体, 碱土—卤族化合物晶体及氧化物及某些无机盐晶体。

半导体晶体包括Ⅳ族单元素晶体、Ⅲ～Ⅴ族化合物和Ⅱ～Ⅵ族化合物晶体等。

离子型晶体通常具有较高的透过率, 同时有较低的折射率, 因而反射损失小, 一般不需镀增透膜, 同时离子型晶体光学性能受温度影响也小于非离子型晶体。

半导体晶体属于共价晶体或某种离子耦合的共价键晶体。

晶体的特点是其物理和化学特性及使用特性的多样性。

晶体的折射率及色散度变化围比其它类型材料丰富得多。

可以满足不同应用的需要, 有一些晶体还具备光电、磁光、声光等效应, 可以用作探测器材料。

[1]按部晶体结构晶体材料可分为单晶体和多晶体①单晶体材料表1.1 几种常用红外晶体材料[1]名称化学组成透射长波限/μm 折射率/4.3μm硬度/克氏密度/(g·cm-3)溶解度/(g·L-3)H2O金刚石C30 2.48820 3.51不溶锗Ge25 4.02800 5.33不溶硅Si15 3.421150 2.33不溶石英晶体SiO2 4.5 1.46740 2.2不溶兰宝石Al2O3 5.5 1.681370 3.98不溶氟化锂LiF8.0 1.34110 2.600.27氟化镁MgF28.0 1.35576 3.18不溶氟化钡BaF213.5 1.4582 4.890.17氟化钙CaF210.0 1.41158 3.180.002溴化铊TLBr34 2.35127.560.05金红石TiO2 6.0 2.45880 4.26不溶砷化镓GaAs18 3.34(8μm)750 5.31不溶氯化钠NaCl25 1.5217 2.1635硒化锌ZnSe22 2.4150 5.27不溶锑化铟InSb16 3.99223 5.78不溶硫化锌ZnS15 2.25354 4.09不溶KRS-5TLBr-TLI45 2.38407.370.02 KRS-6TLBr-TLCl30 2.19357.190.01②多晶体材料表1.2红外多晶材料[1]材料透射围/μm折射率/5μm硬度/克氏熔点/℃密度/(g·m-3)在水中溶解度MgF20.45～9.5 1.345761396 3.18不溶ZnS0.57～15.0 2.253541020 4.088不溶MgO0.39～10.0 1.76402800 3.58不溶CaF20.2～12.0 1.372001403 3.18微溶ZnSe0.48～22 2.4150 5.27不溶CdTe2～30 2.7401045 5.85不溶常用的红外单晶材料包括Ge、Si、金红石、蓝宝石、石英晶体、ZnS、GaAs、MgF2、NaCl、TlBr、KHS-6(TlBr-TlCl) 和KHS-5(TlBr-TlI) 等，具有熔点高、热稳定性好、硬度高、折射率和色散化围大等优点，但晶体尺寸受限、成本相对较高。

中波红外有哪些优缺点？中波红外和长波红外的区别红外成像技术是借助红外辐射获得景物的可见平面图像的一门技术，根据红外辐射的不同波长，可分为短波红外、中波红外和长波红外等。

在自然界中，所有温度高于绝对零度的物质都会向外辐射出红外光，而中波红外在空气中传播时根据其红外辐射窗口的性质，大气透过率可高达80%~85%，因而中波红外比较容易被特定的红外热成像设备捕获分析。

一、中波红外有哪些优缺点？总体而言，中波红外具有一些比较明显的优点：1.对环境的适应性强。

中波红外相机在各种天气条件下都能正常工作，不受光线、雾霾等因素的影响，对环境的适应性较好。

2.探测距离较长。

中波红外相机可以在较长的距离范围内进行目标探测，适用于一些需要在较远距离上进行目标监测的场景。

3.空间分辨率较高。

中波红外相机可以提供较高的空间分辨率，可以帮助捕捉到细节较多的目标信息。

4.对热量变化敏感。

中波红外相机对热量的变化非常敏感，可以准确地探测到目标的热辐射，并产生清晰的热图像。

与此同时，中波红外的缺点也不可忽视：1.容易受大气影响。

中波红外波段的传输受大气因素的影响较大，例如大雾、雨水等天气状况可能会导致图像质量下降或探测能力减弱。

2.价格较高。

相比于其他红外波段，中波红外相机的销售价格通常较高，可能不太适用于一些预算有限的应用场景。

3.图像处理算法复杂。

中波红外的图像处理算法相对来说比较复杂，对设备操作者和维护人员的要求较高，需要具备一定的专业知识和经验。

4.对电源的需求较高。

中波红外相机通常需要较高功率的电源供应，在移动应用或离网使用时，都需要考虑供电问题。

二、中波红外和长波红外的区别中波红外和长波红外在红外成像、性能和应用领域等方面存在一定的区别，下面具体来看看：1.不同的波长范围。

中波红外的波长范围通常为3-5微米，长波红外的波长范围通常为8-14微米。

因此，长波红外的波长范围更广，能够探测更长波长的红外辐射。

2.热敏材料及响应速度不同。

第二章红外光学材料的光学性质§2.1 引言§2.2反射§2.3透过率和吸收系数以及和温度的关系§2.4折射指数、色散和折射指数的温度关系§2.5散射§2.6 发射率§2.7红外材料的微波透射性质§2.1引言红外光学材料首先要注意的是它的光学性质，然后确定该种材料所适用的光学波段，其后才能考虑它的力学、热学性质。

在相同使用波段情况下，在各个材料之间进行选择，光学性质是红外光学材料最重要的基本性质。

红外光学材料的光学性质是一个广泛的说法，它实际上包含的内容很多。

有光的反射、理论透过率、吸收系数以及和温度的关系、透过率与温度的关系、折射指数以及折射指数的色散关系和温度关系、发射率和红外光学材料的微波介电性质等等。

在本章中试图对上述这些性质作尽可能详细的讨论。

对于每一种材料，希望能给出具体的实验数据。

§2.2反射损伤在第一章的（1-5-18）式中表示了垂直入射光通过两种不同介质（其折射指数分别为n 1和n 2）界面时所产生的反射和透射。

()⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=22121221214n n n n T n n n n R （2-2-1） 在求得上式的过程中是假定介质电导率0=σ。

因而光在介质中传播时没有损耗。

在电导率0≠σ的情况下，在界面的反射系数可表示为：()()222211kn k n R +++-= （2-2-2） 这里k 是消光系数（参见第一章§4），πλβ4=k ，β为吸收系数,对于红外光学材料β值通常在10-1～10-4,因之，消光系数k 的数值在4×10-6～4×10-9之间。

和(n-1)2， (n+1)2相比是一个非常小的量。

因而，在反射率的计算中完全可以忽略。

于是，单面反射率通常可以表示为：()()2211n n R +-= （2-2-3）这里R 是垂直入射时的反射率。

·8·第8期为了验证切削力经验公式拟合的准确性，将切削力正交试验数据的实际切削力与经过切削力经验公式拟合计算出的切削力进行对比分析，结果如图3所示。

由图3可知，X 轴和Z 轴方向上（即主切削力和进给力）的误差很小，基本在1.2%以内，Y 轴方向上的误差稍大一点，大约在1.6%。

总切削力的拟合数值基本与实际值切合，虽出现上下波动现象，但平均误差基本在1.5%以内，所以拟合的切削力经验公式具有较高的准确性。

5结语本研究基于LABVIEW 与经验公式来搭建切削力监测及预测系统，使操作者能直观地查看切削力大小和参数，以及机床加工过程中各项数据的实时走势和数据大小，便于操作者及时更改设备参数，提高加工质量。

目前，该系统只针对车削加工，还可推广到钻削、磨削等领域。

参考文献：［1］罗家元，赵昌杰.金属切削过程中微观应力及宏观切削力演变规律研究［J ］.工具技术，2022（11）：70-75.［2］常建涛，刘尧，孔宪光，等.融合工件几何特征的变工况切削力预测方法［J ］.西安电子科技大学学报，2022（5）：154-165.［3］周超，姜增辉，张莹，等.切削参数对34CrNi3Mo 高强度钢插铣加工切削力的影响［J ］.工具技术，2022（8）：111-114.［4］尹航，姜增辉，张闻捷.刀具角度对316H 不锈钢切削温度影响的仿真研究［J ］.工具技术，2022（11）：119-122.［5］周超，姜增辉，张莹，等.切削参数对34CrNi3Mo 高强度钢插铣加工切削力的影响［J ］.工具技术，2022（8）：111-114.［6］吴艳英，邹中妃，吴锦行.微槽车刀切削304不锈钢切削力及切削能分析［J ］.组合机床与自动化加工技术，2022（11）：131-134.杨雪.基于LABVIEW 与经验公式的切削力监测及预测系统的设计与实现（a ）主切削力正交试验数据及拟合数据对比（b ）背向力正交试验数据及拟合数据对比试验次数/次试验次数/次试验次数/次试验次数/次（c ）进给力正交试验数据及拟合数据对比（d ）总切削力正交试验数据及拟合数据对比图3切削力正交试验数据及拟合数据对比F /NF x /N F y /NF z /N 02468103002502001501005002468103002502001501005024681050040030020010000246810600500400300200100Fx 实际值Fy 拟合值Fz 实际值Fz 拟合值F 实际值F 拟合值Fy 实际值Fy 拟合值河南科技Henan Science and Technology电气与信息工程总第802期第8期2023年4月收稿日期：2022-12-01作者简介：王少白（1985—），男，博士，高级工程师，研究方向：红外探测技术。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011023711.2(22)申请日 2020.09.25(71)申请人 中国科学院西安光学精密机械研究所地址 710119 陕西省西安市高新区新型工业园信息大道17号(72)发明人 段晶　刘凯　姜凯　邱鹏　吕涛　(74)专利代理机构 西安智邦专利商标代理有限公司 61211代理人 董娜(51)Int.Cl.G02B 17/08(2006.01)(54)发明名称可见光-短波红外-中波红外-长波红外四波段光学系统(57)摘要本发明提供一种可见光‑短波红外‑中波红外‑长波红外四波段光学系统，解决现有单一波段设备所能探测到信息有限，不能满足更全面更精确目标探测需求的问题。

该系统包括主反射镜、次反射镜、第一折轴镜、第一分光镜、红外聚焦镜组、第二分光镜、可见光通道分系统、短波红外通道分系统、中波红外通道分系统和长波红外通道分系统；次反射镜将经主反射镜反射的光束分为两路，分别为可见光‑短波红外和中波红外‑长波红外光束；可见光‑短波红外光束经第一折轴镜、第一分光镜后分为两路分别进入可见光通道分系统和短波红外通道分系统；中波红外‑长波红外光束经红外聚焦镜组、第二分光镜后分为两路，分别进入中波红外通道分系统和长波红外通道分系统。

权利要求书5页 说明书15页 附图15页CN 112180577 A 2021.01.05C N 112180577A1.一种可见光-短波红外-中波红外-长波红外四波段光学系统，其特征在于：包括主光学系统、第一折轴镜(01)、第一分光镜(02)、红外聚焦镜组、第二分光镜(011)、可见光通道分系统、短波红外通道分系统、中波红外通道分系统和长波红外通道分系统；所述主光学系统包括主反射镜(1)和次反射镜(2)，次反射镜(2)将经主反射镜(1)反射的光束分为两路，分别为可见光-短波红外光束和中波红外-长波红外光束；可见光-短波红外光束经第一折轴镜(01)折转、第一分光镜(02)分光后分为两路，分别为可见光光束和短波红外光束，并分别进入可见光通道分系统和短波红外通道分系统；中波红外-长波红外光束经红外聚焦镜组聚焦、第二分光镜(011)分光后分为两路，分别为中波红外光束和长波红外光束，并分别进入中波红外通道分系统和长波红外通道分系统。

红外中波波长范围
红外中波波长范围指的是红外辐射中波长在3-5微米之间的范围。

在这个波长范围内，红外辐射具有一些特殊的性质和应用。

下面将从几个方面来介绍红外中波波长范围的特点和应用。

红外中波辐射具有很强的穿透力。

相比于红外短波和红外长波，红外中波在大气中的吸收较小，能够有效穿透大气层。

这使得红外中波在军事、安防等领域具有广泛的应用。

例如，红外中波相机可以通过云层、雾霾等环境直接观察目标，实现远距离监测和侦察。

红外中波辐射能够被许多物体较好地吸收和反射。

许多物体在红外中波的辐射下会产生热辐射，而这种热辐射可以被红外中波探测器所接收。

因此，红外中波技术被广泛应用于工业检测、火灾监测等领域。

例如，在工业生产中，通过红外中波仪器可以检测到设备中的过热点，以及预测设备的故障。

红外中波辐射也具有一定的生物学应用。

红外中波可以被人体和动物发出的热辐射所接收，通过红外热像仪可以观测到人体和动物的热分布情况。

这对于医学诊断、野生动物保护等方面有着重要的意义。

例如，在医学影像诊断中，红外中波热像仪可以帮助医生观察到患者体表的温度分布，从而辅助诊断疾病。

红外中波波长范围的特点和应用十分广泛。

它具有穿透力强、被物体吸收和反射较好的特点，使得它在军事、安防、工业检测、医学
诊断等领域得到了广泛的应用。

红外中波技术的发展将进一步推动红外技术的应用和研究。