в настоящее время во многих странах разрабатывают и изготовляют телевизионные камеры с ИК передающими телевизионными трубками с пироэлектрической мищенью (пироконами). В Англии разработан прибор прямого преобразования И К-излучения в видимое на основе пирокона Р 8092 (рис. 7.38). Мищенью служит кристалл триглицинсульфата толщиной 100

мкм. Спектральный диапазон чувствительности пирокона 8-14 мкм. минимально разрешаемый температурный перепад 0,4°, разрешающая способность I линия/мм. Масса устрой-

Рис. 7.38. Схема прибора для преобразования инфракрасного излучения в видимое:

/ - инфракрасное излучение; 2 - проводящий электрод; 3 - пироэлектрик; 4 - осветитель; 5 - фотоэлектроны; б-коллектор электронов (фосфор на волоконной оптике)

ства 2,7 кг, размеры 150 X 110 X 60 мм, потребляемая мощность 4 Вт. На базе пирокона в США также разработан пироэмиссионный преобразователь, совмещающий в своей конструкции (рис. 7.39) элементы пирокона и ЭОПа, в котором потенциальный рельеф пироэлектрика модулирует фотоэмиссию электронов из проводящей фотоэмиссионной сетки, нанесенной на мишень.

Рис. 7.39. Схема пироэмиссионного преобразователя:

/ - инфракрасное излучение; 2 - германиевое окно;

5 - мишень; 4-электронная пушка; 5 - люминофор;

6 - фокусирующие н ускоряющие электроды; 7-сетка

Площадь мишени 1,6 см; мишень содержит около 5500 элементов, фотоэмиттером служит CsSb. При дополнительной подсветке фотоэмиттера достигается чувствительность 2 10 А/Вт, что соответствует значению 1,66 10 Вт/ . элемент Или разрешаемой разнице температуры 0,3°С при окружающей температуре 27° С [120].

8. приборы для фотографирования

в инфракрасных лучах

В зависимости от характера используемой аппаратуры фотографирование в инфракрасной области спектра может осуществляться прямым или косвенным методом. Прямым методом возможно фотографирование лишь в ближней части инфракрасного спектра; при этом фотографирование производится с помощью обычных или специальных фотоаппаратов на специальные инфра-хроматические фотоматериалы, максимум спектральной чувствительности которых находится в пределах 0,7-1,1 мкм.

При косвенном методе фотографирования инфракрасное излучение от фотографируемого объекта воспринимается промежуточным устройством, преобразующим невидимое излучение в видимое, которое затем фотографируется обычным образом. В качестве промежуточного устройства используют электронно-оптические преобразователи или специальные сканирующие тепловизоры. В STOM случае регистрируемый диапазон инфракрасного излучения определяется спектральной чувствительностью преобразующего устройства и может достигать 14 мкм.

Фотографирование в инфракрасных лучах применяют в различных отраслях науки и техники, в народном хозяйстве, в медицине и в военном деле. Особенно широко используют прямые методы инфракрасного фотографиро-

0,7 0,8

1,1 i.mi4

вания в спектроскопии, астрономии, криминалистике, медицине и биологии, а также в аэрофотосъемке.

Фотоснимки в инфракрасной области существенно отличаются от обычных фотоснимков. Это объясняется, во-первых, тем что фиксируются объекты, имеющие тепловой контраст, и, во-вторых, коэффициенты отражения различных материалов в инфракрасной области отличаются от коэффициентов отражения в видимой области. Например, растительные покровы обладают высоким коэффициентом отражения в инфракрасной области, поэтому на снимках они изображаются как светлые участки. Водные поверхности почти не отражают инфракрасных лучей, поэтому они выглядят более темными, чем на обычных снимках.

Фотоаппарат, предназначенный для съемки в инфракрасных лучах,- не должен содержать деталей из пластмасс, дерева и прорезиненных тканей, которые пропускают инфракрасные лучи. Его корпус, затвор, кассеты и другие элементы должны быть изготовлены из металла (этим требованиям удовлетворяют фотоаппараты Киев , Практика , Салют ). Оптическая система фотоаппарата должна включать в себя специальный или обычный фотографический объектив и светофильтр, прозрачный в той или иной области инфракрасного спектра.

Выбор светофильтра должен быть согласован со спектральной чувствительностью фотоматериала и спектральным составом источника излучения. Для выделения различных участков спектра инфракрасных лучей используют темно-красные стеклянные Таблица 7.5 светофильтры КС-14, КС-15,

Фотографические объективы,

Рис. 7.40. Спектральные характеристики пропускания светрфильтров:

/-КС-14; 2-КС-15; З-КС-18} 4 - КС-19; 5-Ш.С-Ъ; 6-ИКС-6г 7 - ИКС-7

используемые для съемки

на инфрахроматические пленки

КС-18, КС-19 и черные стеклянные светофильтры ИКС-5, ИКС-6, ИКС-7. Спектральные характеристики пропускания светофильтров приведены на рнс. 7.40. *

Для фотографирования в инфракрасных лучах изготовляют специальные об-ьективы (ахроматы и апохроматы), в которых устранена хроматическая аберрация для лучей видимой и ближней инфракрасной областей спектра. При фокусировке объектив наводят на резкость видимого изображения, затем на него устанавливают ИК-светофильтр и произ- водят съемку. Специальные, объективы для ИК-области спектра выпускаются в ограниченном количестве, поэтому чаще всего фотографирование производят обычными объективами. При этом необходимо учитывать, что инфракрасные лучи преломляются оптическим стеклом слабее видимых, поэтому образованное ИК-лучами изображение находится дальше от задней линзы, чем фокус видимых лучей. На шкале расстояний некоторых фотографических объективов наносят красную точку, которая показывает величину фокусной поправки для длины волны Я = 0,75 мкм при съемке объектов, находящихся в бесконечности. В табл. 7.5. приведены основные характеристики некоторых отечественных фотогра-

фических объективов, которые могут быть использованы для съемки в инфракрасных лучах, и положения отметки на шкале расстояний объектива, соответствующие фокусировке на бесконечность для длины волны Я = 0,75 мкм.

Диафрагма объектива дифрагирует инфракрасные лучи сильнее, чем видимые, поэтому объективы с относительным отверстием более 1 : 8-I : 11

не рекомендуется снабжать диафрагмой из-за значительного падения общей резкости снимка.

Инфрахроматические фотографические материалы отличаются от обычных тем, что их светочувствительный слой обработан специальными органическими красителями-оптическими сенсибилизаторами, благодаря чему он приобретает чувствительность к инфракрасным лучам. В маркировку инфрахроматиче-ского материала входит число, соответствующее максимуму спектральной чувствительности данного материала, например инфрахро-матический материал И-810 имеет максимум чувствительности на длине волны 0,81 мкм. Инфрахроматические материалы выпускают в виде фотопластинок размером 9 X 12 и 13 X Х18сми фотопленок различной стандартной ширины (от 35 мм до широких аэрофотографических пленок).

Светочувствительность инфрахроматических материалов определяют на стандартном сенситометре за светофильтром КС-14, поэтому ее значение по сравнению с действующим всегда завышено. Инфрахроматические материалы обрабатывают в специальных или мелкозернистых проявителях в темноте.

Таблица 7.6

Сенситометрические характеристики высокочувствительных мнфрахроматических пленок

0.S 0,5 0.7 0,9 Кмт

Рис. 7.41. Спектраданые характеристики инфрахроматических пленок:

/ и-810; 2-И-920: з-И-1030; 4 - И-1070

* hpH гиперсенсибнлизации светочувствительность увеличивается иа пленках И-810-2 в 1,5 раза: И-920-2 - в 2 раза; И-1030-2 и И-1070-2 -в 3-4 раза. Если в названии пленки имеется цифра 2. то ее основа триацетилцеллюлозиая, если 2П, - полиэтилентереф-талатная.