聚焦电磁波：红外很吸睛

宇宙中和我们周围环境充斥着各种电磁波，这些电磁波主要来自于太阳黑子活动、宇宙射线、雷电等自然源和科研、生产、生活等人工源。按波长由短至长排列，电磁波可分为γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波,波长越短，频率越高，能量越高。

电磁波可以从天上来

大气层是我们的保护罩，含量最高的N2和O3偏好吸收高能波，含量次之的O2偏好低能量波，含量不多的CO2、H20则偏好中低能量波，其它成分极低的气体吸收基本可以忽略不计。因此，所有来自外太空的高能γ射线、X射线会被全部吸收，紫外线仅有少量可以到达地表，能量较低的可见光、红外线、微波、无线电波部分波段被吸收后仍可穿透大气层或继续传播。其中，又因地球上所有高于-273℃的物体都会向外辐射红外线这一独特属性而使红外线具有很大研究价值。

透射率也分“优等生”与“差等生”

上图中，蓝色区域代表被CO2、H20吸收，白色区域代表可在大气中有效传播，又被称为“大气窗口”。其中，红外线有三个波段属于大气窗口，依次为：1.1μm-2.5μm（短波红外）、3μm-5μm（中波红外）和8μm-14μm（长波红外），又称之为“红外窗口”。又因自然界中基于室温目标自身发射的红外辐射多在中长红外波段，相应的研究和产品多集中在“红外窗口”中的3μm-5μm（中波红外）和8μm-14μm（长波红外）。中、长红外波段各有优势，具体应用时，波段的选择尤为重要，将对系统性能、复杂性和成本造成很大影响，应综合分析探测器性能、目标辐射特性、背景辐射特性、大气传输特性及地理环境特性等多重因素。目前，红外技术已广泛应用于军用、边防、石化、工业、电力、交通、医疗、航空及农业等各领域。