光學小課堂：紅外光學成像的原理和優勢

這可就奇了怪了！為什么我們成了“瞎子”，而監控攝像頭卻像個“夜視俠”一樣，把一切看得明明白白？

那么，在揭曉答案之前，需要各位朋友先了解一些非常簡單的原理，大家可以查看這篇文章：“光學小課堂1-為什么臺風前的晚霞最美” 。里面提到了一個關鍵線索：人眼可見光。顧名思義，這些“可見光”，我們可以感受得到。所以在“鬼屋”中，如果有“可見光”，那么鬼屋不再是鬼屋，而是一個明亮的房間。

那么，解答這個問題的關鍵是不是就成了：有沒有我們人眼看不到的光？但是有別的東西可以“看到”，最后再把清晰的圖像傳遞給我們？

在大于770NM的波段范圍內，有一種光，叫做“紅外光”，它無法被人眼所感知。

想象一下，如果監控本身可以發出這些“紅外光”，此時你身處鬼屋中，因為你看不到這種光，所以人眼仍舊覺得周圍一篇黑暗，什么都看不到，但是在監控的眼里它充滿了光亮，是不是非常有意思？

講到這里，想必大家對于答案已經十分清晰了，這類應用不僅應用在鬼屋，在商用，家用或別的地方都需要，想象一下家里的監控在“關了燈”的情況下仍舊能看到清晰的圖像，一些高端的汽車提供了“紅外夜視系統”。

圖片1，高端汽車的“紅外夜視系統”，在大霧，黑夜場景下比遠光燈探測的距離更遠（下方為人眼圖像，上方為紅外成像，紅外光能看到比人眼更遠的地方。作者聲明：此圖片由于AI生成）

圖片2，硅片材質芯片內部構造，使用徠卡DM4M拍攝

人類對于光學的研究初衷不僅僅只是為了科學研究，而是希望利用光來給人類提供更多的幫助，這就是光學的魅力所在。

如果大家對今天的文章感興趣，那么肯定會發現紅外光的兩個獨特特點：

01

你從監控里看到的黑夜的圖像永遠是黑白的（白天的圖像確是彩色的）

不僅是人眼看不到顏色（所以看不到它），探測器也只能探測的它的光子強度（灰度，光信號越強，圖片越黑）

02

紅外光可以穿透某些不透明的物體表面進而看到物體內部的細節構造

相比可見光（易被表面色素、紋理反射/吸收），短波紅外波長更長，不易被物品表面的薄層（如塑料、布料、油漆的表層）強烈吸收或散射，因此能“穿過”這些表層。

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