一、 紅外光學係統的特點

紅外光學係統在（zài）紅外波段工作, 它具有以下幾個特點：紅外光學（xué）係統中, 采用反射形式較多。 一般光學玻（bō）璃在紅外波段中不透明，所以，在紅外透射材料品種不多及尺寸不大的情況下, 一般采用反射形（xíng）式。紅外光學係統的相對孔徑較大， 因紅外係統所探測的目標一般較遠, 作用距離大, 到達紅外係統時目標熱輻射微弱, 故（gù）要求光學係統以較大（dà）孔徑來接收輻射能量, 而且為了使探側元件上有較（jiào） 高（gāo）的輻照度（dù）, 光學係統的相對孔徑也應較大。紅外光學係統的元件數應盡量少, 其厚度也應盡量小。 這一特點是為 了避 免光 學元 件對紅外輻射的吸 收和反（fǎn）射所產生的損失。 雖然增（zēng）加透鏡（jìng） 片數能提高象質, 但在紅外光（guāng） 學係統中應用較少。紅外光學係統的接受元件是紅外探測（cè）器。 紅外探測器是（shì）一個輻射能轉換器，它將不可見的紅外輻射能轉換成其他形式（shì）的能量, 一般是（shì）轉換成 電信（xìn）號。

二、紅外透鏡的設計

在紅外光學係統中, 采用非球麵較（jiào）多。 目前從加（jiā）工和檢驗工藝出發, 其非球麵大多數為旋（xuán）轉對稱二次圓錐曲（qǔ）麵。 也有其他非球麵（miàn）, 如折反射係（xì）統 中為了校正球麵反射鏡所產生的象差而設計的校正板麵形。對於（yú）軸對稱非球麵來說（shuō）, 它（tā）不會增加象差（chà）數, 卻多出了變（biàn）數（shù）, 這對設計是十分有（yǒu）利的（de）。

使用非球（qiú）麵可 以設計大的 相對孔徑以擴（kuò）大光（guāng）學係統視場（chǎng）, 並可（kě）使光學 係統厚度變（biàn）薄, 節省了昂貴的（de）透紅外材料, 從而降低了紅外裝置（zhì）的成本。

對於球麵而言, 麵形由一個參數丫完全確定, 因此（cǐ）不能同時完成多個任務。 如果采用了非球麵則多出了變數。 下麵（miàn）我們用（yòng）光程來說明單個非球麵校正球差的情況。

激（jī）埃（āi）特光電生產的紅外透鏡是一種用於聚焦或分散光線的光學件。紅外透鏡中可能含有一個或多個元件，其應用範圍從顯（xiǎn）微（wēi）鏡到激光處理。 另外，紅外（wài）透鏡（jìng）也是許多工業所使用的（de）元（yuán）件，例（lì）如生命科學（xué）、成像、工業或防禦。 當光線通過透鏡時，其光線輸（shū）出將（jiāng）會受到（dào）透鏡輪廓（kuò）或透鏡基片的（de）影（yǐng）響。 平凸透鏡或雙凸透鏡會將光線聚焦成一個（gè）點，而平凹透鏡 (PCV) 或雙凹透鏡（jìng） (DCV) 則（zé）會將通過透鏡的光線發散（sàn）出去。 消色差透鏡適用於要求（qiú）顏色校（xiào）正的應（yīng）用，而非球麵透鏡則可（kě）用於修正球差。 采用ZnSe 硒化鋅， ZnS 硫化鋅， CaF2 氟化鈣， BaF2 氟化鋇， Ge 鍺（zhě）， Si 矽等材質的透鏡適用於透射紅外光譜（pǔ）。

紅外鏡頭采（cǎi）用8微米~12微（wēi）米具有高透過率的紅外（wài）硫係玻璃作（zuò）為鏡片（piàn），由於無熱化定焦，可快速和測量（liàng）人體溫度，測溫範圍（wéi）-20℃~+120℃，測溫精度±0.3℃。經過紅外鏡（jìng）頭配套的非製冷（lěng）人體快速準確篩查紅外熱像儀，可（kě）對視場內（nèi）多個人員進行快速體溫檢驗與篩（shāi）查，有效降低交（jiāo）叉受到傳染風險。

紅外（wài）熱成像技術是集光、機、電等高等技術於一體的高新技術，通（tōng）過光電轉換、電信號處理等手段，將目標物體的溫度分布圖像轉換成視頻圖像。

半個多世紀以來，紅外熱成像技術在偵察、瞄準、射擊指揮和製導等軍事方麵的應用要求越來越高，被許多國家納入國防發展戰略。

此外，隨（suí）著紅外探測器（qì）技術的不斷發展（zhǎn），特別是（shì）低（dī）成本（běn）、非製冷型探測器的出現（xiàn），紅外熱成像技術在安防、消防和汽車等民用市場的應用不斷擴大。

特別是近一段時間，新冠肺炎疫情正在全國擴散蔓延，全國上下齊心應對，大力進（jìn）行疫情防控工作。以（yǐ）紅外熱成像技術（shù）為原理打造的紅外測溫設（shè）備可在人群密集（jí）區（qū）域對過檢人員進（jìn）行多點體溫探測（cè），無需近（jìn）距離接（jiē）觸（chù），隻需間隔3米~4米即可對過往人群進行準確（què）效率高的篩查（chá），通過熱像儀探測較微小溫差，將溫差轉換成實時（shí）視頻圖像顯示出（chū）來，發現體溫高時立即啟動緊急信號，快速、安全識別發熱人（rén）群。

憑借響應速度快、非接（jiē）觸、使用安（ān）全性及壽命長等優點，紅外測溫（wēn）設備成為疫情（qíng）防控工作的重（chóng）要輔（fǔ）助（zhù）設備，在人（rén）流密集的（de）機場口岸、地鐵、車站（zhàn）、碼頭、醫院、住宅小（xiǎo）區、企事業單位廣泛使用，用於體溫異常人員的快速篩查，並防止交叉傳染，為保護人民健康“值班站崗（gǎng）”。

之所以在（zài）紅外測溫等一係列（liè）熱成像技術中（zhōng）得以應用，主要在於（yú）該類材料具有非（fēi）常突出的（de）消色差（chà）和消熱差的光學特性，具體表現（xiàn）為：在1微米~14微米波段均具有良好的透過性能，且具有良好的光熱穩定特性(dn/dt要遠小於鍺)。