?黑體輻射源原理及選型推薦

時間：2024-9-13閱讀：402

所有物體都會在一定波長范圍內(nèi)發(fā)射電磁輻射。入射到物體上的輻射會被部分吸收和部分反射。在熱力學(xué)平衡下，物體吸收輻射的速率與其發(fā)射輻射的速率相同。因此，良好的輻射吸收器（任何吸收輻射的物體）也是很好的發(fā)射器。吸收體可以吸收所有入射在其上的電磁輻射；這樣的物體被稱為黑體。

圖1 宇宙微波背景輻射（自然界的黑體）

黑體在熱力學(xué)中是一個理想化的物體，它能夠吸收外來的全部電磁輻射，并且不會有任何的反射與透射。隨著溫度上升，黑體所輻射出來的電磁波與光線則稱做黑體輻射。

圖2 黑體輻射強度與發(fā)射輻射波長的關(guān)系

黑體輻射是理想黑體在熱平衡狀態(tài)下發(fā)出的輻射，它的強度和分布特征只依賴于溫度決定，而不是由物體的形狀或成分決定。

在日常觀察中，大多數(shù)情況下觀測目標的溫度不夠高，無法發(fā)出可見光波長的輻射。在低溫下，人眼無法感知紅外波段的輻射。因此，紅外熱像儀利用輻射溫度感知的原理，通過探測紅外輻射來判斷物體表面的溫度。紅外熱像儀通過紅外探測器結(jié)合光學(xué)系統(tǒng)，將紅外輻射的空間分布映射到探測器上，并將其轉(zhuǎn)化為電壓信號，進而形成輻射分布的圖像。通過對標準輻射源的標定，建立溫度與電壓之間的關(guān)系，從而實現(xiàn)對物體表面溫度的測量。

黑體作為標準輻射源，通過控制黑體光源的溫度來模擬物體的輻射特征進行研究，對紅外測溫儀、熱像儀和其他各類紅外探測器響應(yīng)進行標定校準。其本身的性能決定了紅外成像系統(tǒng)的量化程度，高性能的黑體可以決定紅外成像系統(tǒng)的應(yīng)用廣度和深度，可以標定高靈敏度的紅外成像系統(tǒng)，進而大大提高系統(tǒng)的探測性能。

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