在了解空基光电探测设备设备之前，我们先了解一下什么是红外线什么是激光。1800年，赫胥尔在研究太阳光时，让光通过棱镜分解为彩色光带，他用温度计去测量光带中不同颜色所含的热量。发现放在光带红光外的一支温度计显示这一区域竟然是所有光谱中温度最高的一部分，多次实验后还是这样，于是他宣布太阳发出的辐射中除可见光线外，还有一种人眼看不见的“热线”，这种人的肉眼看不见的“热线”位于红色光外侧，叫做红外线，凡是高于一切绝对零度（-273.15℃）以上的物体都有辐射红外线。而激光则是1916被爱因斯坦发现，其原理是原子中的电子吸收能量后，从低能级跃迁到高能级，再从高能级回落到低能级，回落的时候释放的能量以光子的形式放出，通过激发出来的光子队列光学特性一样，步调极其一致，这就是激光。至于可见光就不用多说了。

光电系统的分类

好多军迷其实都有都有疑问，像FLIR，IRST，EOST，EOTS这些都是啥啊，有啥区别呢。

不急，且听我慢慢道来。光电系统其实基本也就四类。其实就是激光测距，红外探测，可见光电视，还有紫外告警(红外也可以)，

紫外告警

紫外告警基本就是针对火箭发动机的高温尾焰告警的，没啥说的。而且相对最新的红外探测，因为只有火箭发动机这种高能量物体才会发出，所以对付滑翔状态下的空空导弹就没用了，所以局限性很大，也不是未来发展方向。(话说局座曾经说过空空导弹上除了红外引导头还会配备紫外引导头我现在也是没有搞懂)

FLIR:前视红外雷达（Forward Looking Infrared Radar)主要用于地面目标的探测。因而多装备与武装直升机，攻击无人机，还有打击吊舱上，与IRST实际上没有本质区别，主要是一个针对地面目标一个针对空中目标，所以不多说了。

IRST:红外线探测与追踪(Infrared Search and Track)，主要针对空中目标，早期如F101，F102，还有米格23其实都配备了红外探测器

但是真正被视为第一款现代化的IRST则是米格29的ols-29，ols-29重量78公斤(ols-27则是174公斤)，水平探测视角±30度，垂直探测视角-15度到+30度(放大版的ols-27水平探测视角±60度，垂直探测视角-15度到+60度)，探测距离15公里(ols-27则是50公里)。

有一种说法是IRST和FLIR不同，FLIR可以成像，而IRST则是点源式探测，我不太认同，因为如果IRST是点源式探测的话就无法解释这张图片

显然是能成像的啊。

EODAS:光电分布式孔径系统（electro-optical distributed aperture system），说白了就是把多个红外传感器分布式排列，不太明白?其实换成最初的名字DAIRS(Distributed aperture infrared system)分布式孔径红外系统就明白了，因其强调使用IR传感器而得名，以F35的AN/AAQ-37光电分布式孔径系统为例，该系统拥有六个1024X1024百万像素级二维大面阵锑化铟红外焦平面阵列，每个阵列可提供90°X 90°视场。F35用了这样6个相同的传感器，采用分布式孔径技术，分别布置于机身的上前方（机头）、左方（机头下腮）、右方（机头下腮）、下前方、上后方、下后方。起到360°全方位的覆盖

该系统十分强悍，2010年，F-35在测试中曾用EODAS在1300公里外跟踪监视了Spacex公司“猎鹰-9”火箭的发射、爬升、关机和再入大气层的全过程，持续时间超过9分钟。

当然了，战斗机发动机的尾焰和火箭的尾焰也是不太能比的。

EOTS:光电瞄准系统(Electro-Optical Targeting System))，顾名思义主要起到的是瞄准作用，而一般的IRST只能起到探测与追踪作用，说白了这东西就是把一个瞄准吊舱集成到了机体上，作为最出名的EOTS系统，以AN/AAQ-40为例。该系统集成了前视红外成像(FLIR)，和激光指示瞄准(LTD)和可见光摄像机。该系统全重90. 8 kg。

可以为战斗机提供激光瞄准、激光光斑跟踪、前视红外监视、红外搜索和跟踪等功能，具备部分空空和空地瞄准能力。因为F-35战斗机机腹前下方，限制了对空探测能力，无法对前上方空域进行探测，因此仅具有有限的对空探测能力(毕竟我前文也说了FLIR和IRST在技术上没有实际区别，因此用来对空也不是不可以，主要是受限于位置，视野有影响)，

可以提供远距离、窄视场的探测能力，主要用于发现、跟踪、指示地面目标。

红外探测器有几代呢？

目前来看主要有三代:

第一代扫描线列红外探测器，

第二代扫描阵列红外探测器，

第三代凝视焦平面阵列红外探测器。

(PS:我实在是不知道早期的机载红外探测器有没有调制盘，于是自作主张将扫描线列红外探测器算做了第一代，如果有谁知道可以在评论区告诉up，秋梨膏)

红外探测器的应用材料

就像半导体材料磷化铟，砷化镓，氮化镓什么的一样，也有不同的材料，目前来说红外焦平面探测器的热敏元件材料材料主要分为两大类，制冷型的和非制冷型的。制冷型的优势主要在于灵敏度，而非制冷型优势在于无需制冷装置，能够工作在室温状态下，体积和功耗大幅降低。

制冷型:

硫化铅:工作频段在工作频段在3～4微米(未冷却则是2~3微米)，灵敏度比较低，但是胜在制作工艺简单。

锑化铟︰用在5.5微米波段内，比碲汞镉容易制造，组件灵敏度也很均衡。

硅化钛︰限用于2.5~4微米波段内，灵敏度只有碲汞镉的五十分之一。优点是组件灵敏度非常平均，容易制造且成本低廉。

碲汞镉︰在8~12微米波段的灵敏度极佳，光响应率高，响应速度快响应波段连续可调等优点，但要制成阵列很困难，组件灵敏度差异很大，影像软件非常难处理。

硅化铱︰适用于8~12微米波段内，灵敏度可与碲汞镉相媲美，不过制造不够成熟，不适用于大量生产。

量子阱QWIP:适用于3 ～ 30微米波段，具有响应波段宽，均匀性好、工艺成熟、成品率高的特点。

Ⅱ类超晶格T2SLs:可较好克服碲汞镉和量子阱红外探测器存在的问题，兼顾两者优势，发展潜力十分巨大。

目前来说主流的材料是碲汞镉和锑化铟，技术强一点用第三代的碲汞镉，次一点用第二代的锑化铟，其中第一代的硫化铅已被淘汰，此外还有第三代的量子阱，Ⅱ类超晶格也开始崭露锋芒。其他的基本上不成气候。

非制冷型:

非制冷红外探测器的热敏元件主流材料以氧化钒和非晶硅为主，还有氧化钛，硅二极管等其他材料，不过机载方面应用基本没有，这里不做介绍。

氧化钒探测器的灵敏度可以达到20~30mK，非晶硅探测器的灵敏度通常在50mK左右。非晶硅的残余固定图形噪声大，比氧化钒的大一个数量级以上，具体表现为图像有蒙纱感，红外图像感观不够锐利通透。目前来看氧化钒无论是在寿命还是成像质量上来看都远优于非晶硅，但是制作成本过于高昂。因此我比较看好氧化钒的发展潜力和非晶硅的民用市场。

波长的选择

众所周知雷达波段有X波段，Y波段，S波段什么的区别，而红外探测器自然也不例外。红外波长范围涵盖0.75-1000微米，介于可见光与微波之间，大气中某些分子（如二氧化碳、水蒸气…等）及微粒子对于红外传输均能造成衰减，能够顺利透过大气的红外辐射主要波段范围为1-2.7微米（短波红外）、3-5微米（中波红外）、及8-14微米（长波红外），此三个波段范围称为红外的大气窗口，绝大部分红外军事探测器工作波长都介于这三个波段内。由于短波的波长较短，易被环境烟尘或薄雾所吸收(实际上比可见光穿透能力还是强的)，探测距离相对来说较近，多用于视觉增强装置，而且机载探测则多是中波和长波。

中波红外:中波的主要优势在于低空背景的观察，高热高湿环境，而且因为导弹发动机，其光辐射能量主要集中在1-5μm波段范围内。特别在2.7μm和4.5μm有两个较强的辐射峰。所以中波红外常用于反导侦查。

长波红外:由于长波的波长较大，不易被环境烟尘或薄雾所吸收，在战场上得到更远的探测距离，长波红外传感器可以是中波的1.5-2倍。更适合高空背景阵风的观察，有烟雾需要更好的透视能力的场景300K以下的低温目标(战斗机机体)。

那么说一千道一万那个更厉害呢？其实很简单，苏-27/35系列、米格-29、歼-11B等使用的是中波探测传感器，而歼-10B/C、歼-16、苏-57、EF2000，使用了长波探测传感器(其实也不一定，也有可能是双波段探测器)。总的来说早期红外探测器用得是中波，而新型的红外探测器用得是长波或者双波段，那个更厉害，自然一目了然了吧。

教大家一个小窍门，怎么判断用的是不是长波探测器，很简单，看他的光学窗口材质，用蓝宝石的铁定是中波探测，因为蓝宝石抗磨损，窗口就算直接暴露在带有砂石的起降气流下也有够长的寿命（俄乌拉尔光学机械厂的数据显示，蓝宝石窗口的寿命是旧型窗口的6倍)而且蓝宝石对中波红外到紫外整个区段的透明度都非常高，正好涵盖中波热成像、电视（可见光）、激光系统（测距、标定）的工作波段，这样三种子系统的光学性能都可以优化。但是很可惜。。。偏偏是长波他不行。所以长波红外的光学窗口材质不是蓝宝石。什么？我分不清他是不是蓝宝石?也是，毕竟从外观颜色上来看，外面还有一层不同材质的贴膜以及受到不同阳光照射角度的影响。确实肉眼不太容易看出来。那我再教大家一个小窍门，

看，他们都有一个特点，就是全都闭上了眼睛，为什么呢，因为长波红外传感器适配的光学窗口材质，没有蓝宝石那么耐磨，所以在不用的时候背面保护罩朝前，起到保护作用。

光电系统的发展趋势

光电系统威力发展趋势主要有以下几点，

第一:从无到有(笑)，毕竟你功能是以后增加的，没有可是啥都没。美国以前不重视光电系统，现在发现这东西确实不可或缺，于是想方设法要安上去

第二:共光路，未来的机载光学系统，正在向电视、红外、激光3 种传感器。以苏35为例，该机的OLS-35红外搜索与跟踪系统就包含使用通用光学模组的热成像和电视摄像机，以及激光测距机和目标指示器。

系统功能包括︰搜索及跟踪前、后半球形区域内的空中目标，探测距离分别为40及70公里，图像识别8到10公里内的目标，20公里内测定距离、指示及自动跟踪飞行中的空中目标，将角度坐标及距离数据传送给火控系统或导弹引导头，搜索、探测、测距（最远30公里）、自动跟踪地面目标。

吊舱方面也不例外

新加坡F-15SG“鹰”战斗机的AN/AAS-33“狙击手”高级瞄准吊舱并且在‘狙击手’外挂梁上安装了的AN/AAS-42IRST传感器头。

第三:隐身不用多说歼20和F35上面的红外传感器就是案列。

第四:向长波或多波段方向发展。这点上面解释了，不过某种意义上和第二第三条冲突，原因也很简单，长波红外的窗口材质不耐磨损，因此必须要加一个旋转的保护罩，这对向F35那样的EOST不太有利。而且长波红外的窗口材质不一定像蓝宝石一样，对可见光和激光的通透性也强。因此AN/AAQ-40光电瞄准系统选择妥协，只具备中波探测能力。当然，也有不想妥协的，精益求精的法国人就选择在他的海盗系统上又加了一个“前扇区光学系统”

硬生生按了俩光学窗口，算是做到了全善全美。

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