在了解熱像儀紅外鏡頭之前，我們必須弄清楚什么是熱像儀和熱像儀，以及這兩者是如何工作的。表面溫度高于零（-273°C）的物體向外發(fā)射紅外磁輻射（即波長超過 700 納米，但高于 1000 微米的輻射）。與通過捕獲可見光產(chǎn)生圖像的可見相機(jī)不同，紅外成像儀是一種通過檢測物體溫度來形成圖像的設(shè)備。由于熱成像系統(tǒng)檢測的是熱量而不是光，因此可以24/7全天候使用，而且它是一種無源設(shè)備，沒有額外的輻射，因此不會暴露用戶的位置。

紅外光譜按波長范圍不同可分為五類：近紅外（NIR），波長范圍0.75微米-1.4微米；短波紅外（SWIR），波長范圍1.4微米-3微米；中波紅外 (MWIR)，波長范圍 3 微米-5 微米；長波紅外 (LWIR)，波長范圍 8 微米-12 微米；遠(yuǎn)紅外線，范圍從15微米到1000微米。其中，MWR和LWIR光譜區(qū)是熱成像的兩個主要波長范圍。MWIR 和 LWIR 輻射可以穿透大氣層并通過檢測物體的溫差產(chǎn)生圖像，幫助我們在霧天或夜間更好地偵察環(huán)境。

具體工作原理是，熱像儀或熱像儀利用光學(xué)器件將來自場景中物體的紅外輻射聚焦到紅外探測器上，然后將來自每個探測器元件的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)視頻格式，可以在標(biāo)準(zhǔn)視頻監(jiān)視器上觀看或記錄在錄像帶上。熱像儀內(nèi)部的探測器分為兩類：制冷探測器和非制冷探測器. 存在熱成像儀的檢測器以接收通過熱像儀紅外鏡頭進(jìn)入的熱輻射并產(chǎn)生溫差的視覺表示。因此，探測器的自熱會增加熱噪聲并導(dǎo)致靈敏度下降。冷卻的檢測器通常與低溫冷卻器相連，以將檢測器保持在 -130 華氏度或更低溫度并保持高靈敏度。另一方面，非制冷探測器可能會失去靈敏度，但比制冷探測器便宜得多。

根據(jù)探測器的工作原理，熱像儀探測器也可以分為兩種：光子（量子）探測器和熱探測器。光子探測器（通常稱為量子探測器）和熱探測器。光子探測器吸收紅外輻射后產(chǎn)生直接電效應(yīng)，而熱探測器吸收紅外波后產(chǎn)生溫度變化，產(chǎn)生電效應(yīng)。探測器的材料特性會影響溫度變化如何產(chǎn)生電效應(yīng)。相比之下，光子探測器更靈敏。然而，光子探測器必須冷卻到較低的溫度。

熱探測器通常不如光子探測器靈敏，但在室溫下表現(xiàn)足夠好。一個優(yōu)點是不需要低溫冷卻，因此可以節(jié)省成本并且檢測器可以更緊湊。在大多數(shù)情況下，非制冷紅外 FPA 探測器/傳感器旨在與工作在 8-12 微米的長波紅外 (LWIR) 熱成像相機(jī)鏡頭相匹配。

因此在設(shè)計和制造紅外鏡頭時，要選擇與可見鏡頭不同的材料。該材料應(yīng)該對感興趣的紅外波長范圍是透明的。例如，在生產(chǎn)長波紅外熱像儀鏡頭時，硅可能不像鍺那樣是一個好的選擇，因為硅對 7000nm 以上的波長是不透明的。除了材料之外，權(quán)衡和平衡其他因素也很重要，例如視野、重量、尺寸以及紅外相機(jī)鏡頭的聚焦機(jī)制。