1672年
，牛顿使用分光棱镜把太阳光(白光)分化为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各色单色光
，证实了太阳光(白光)是由各类色彩的规复合而成。1800年
，英国物理学家F.W.赫胥尔从热的概想来钻研各类色光时
，无意发现放在光带红光表的一支温度计
，比其他色光温度的批示数值高。经过反复试验
，这个所谓热量最多的高温区
，总是位于光带最边缘处红光的名义。因而他颁发：太阳发出的辐射中除可见光线表
，还有一种人眼看不见的“热线”
，这种看不见的“热线”位于红色光表侧
，叫做红表线。这种红表线
，又称红表辐射
，是指波长为0.78～1000μm的电磁波。其中波长为0.78～1.5μm的部门称为近红表
，波长为1.5～10μm的部门称为中红表
，波长为10～1000μm的部门称为远红表线。而波长为2.0～1000μm的部门
，也称为热红表线。红表线辐射是天然界存在的一种最为宽泛的电磁波辐射
，它在电磁波陆续频谱中的地位是处于无线电波与可见光之间的区域。这种红表线辐射是
，基于任何物体在通例环境下城市产生自身的分子和原子无规定的活动
，并一向地辐射出热红表能量。分子和原子的活动愈剧烈
，辐射的能量愈大;反之
，辐射的能量愈幼。

在天然界中
，所有物体城市辐射红表线
，因而利用探测器测定指标自身和布景之间的红表线差
，能够得到分歧的红表图像
，称为热图像。统一指标的热图像和可见光图像分歧
，它不是人眼所能看到的可见光图像
，而是指标表表温度散布的图像；蛘吣芄凰
，它是人眼不能直接看到指标的表表温度散布
，而是造成人眼能够看到的代表指标表表温度散布的热图像。使用这一步骤
，便能实现对指标进行远距离热状态图像成像和测温
，并可进行智能分析判断。红表热成像技术是一种被动红表夜视技术
，其道理是基于天然界中所有温度高于绝对零度(-273℃)的物体
，每时每刻都辐射出红表线
，同使剽种红表线辐射都载有物体的特点信息
，这就为利用红表技术判断各类被测指标的温度凹凸和热散布场提供了客观的基础。利用这一个性
，通过光电红表探测器将物体发热部位辐射的功率信号转换成电信号后
，成像装置就能够逐一对应地仿照出物体表表温度的空间散布
，最后经系统处置
，形成热图像视频信号
，传至显示屏幕上
，就得到与物体表表热散布相对应的热像图
，即红表热图像。

非致冷焦平面红表热成像系统由光学系统、光谱滤波、红表探测器阵劣注输入电路、读出电路、视频图像处置、视频信号形成、时序脉冲同步节造电路、监督器等组成。

（图源知乎
，侵删）

系统的工作道理是
，由光学系统接受被测指标的红表辐射经光谱滤波将红表辐射能量散布图形反映到焦平面上的红表探测器阵列的各光敏元上
，探测器将红表辐射能转换成电信号
，由探测器偏置与前置放大的输入电路输出所需的放大信号
，并注入到读出电路
，以便进行多路传输。高密度、多职能的CMOS多路传输器的读出电路可能执行浓密的线阵和面阵红表焦平面阵列的信号积分、传输、处置和扫描输出
，并进行A/D转换
，以送入微机作视频图像处置。由于被测指标物体各部门的红表辐射的热像散布信号极度弱
，短缺可见光图像那种档次和立体感
，因而需进行一些图像亮杜纂对比度的节造、现实校对与伪彩色描述等处置。经过处置的信号送入到视频信号形成部门进行D/A转换并形成尺度的视频信号
，最后通过电视屏或监督器显示被测指标的红表热像图。

红表焦平面阵列的工作机能除了与探测器机能如量子效能、光谱响应、噪声谱、均匀性蹬仔关表
，还与探测器探测信号的输出机能有关
，如输入电路中的电荷存储、均匀性、线性度、噪声谱、注入效能
，读出电路中的电荷转移效能、电荷处置能力、串扰等。

焦平面阵列结构有四种类型：单片式、准单片式、平面混合式和Z型混合式。单片式焦平面阵列是指在统一芯片上即含有探测器又含有信号处置电路的Si器件;准单片式焦平面阵列器件是将探测器和读出线路别离造备
，而后把它们装在统一个衬底上
，通过引线焊接将两部门连在一路;平面混合式选取铟柱将探测器阵列正面的每个探测器与多路传输器一对一地对准配接起来;Z型混合式则将很多集成电路芯片一个一个地层叠起来以形成一个三维的电路层叠结构。平面混合和Z型混合步骤的利益是由于将多路传输器与探测器直接混合
，因而拥有很高的封装密度
，较快的工作效能
，并使总的设计得以简化。由于信号处置是在焦平面阵列中进行的
，所以削减了器件的引线数量
，光学孔径和频谱带宽也得以减幼。

读出电路的电荷处置能力直接节造焦平面的动态领域
，它的电荷转移效能影响焦平面的非均匀性、数据率、串扰和噪声
，这些都综合影响焦平面的空间、功夫和辐射能量的极限分辨能力以及空间和功夫频率传递个性。因而
，读出电路的设计要求为：高电荷容量、高转移效能、低噪声和低功率耗散;其次思考抗光晕节造和降低交叉串扰。

据报路
，砷化镓(GaAs)可作为一种潜在的焦平面阵列读出技术
，其原因是：GaAs的热膨胀系数与碲镉汞探测器(HgCdTe)的匹配要比硅好得多
，这样便有可能靠得住地造备大型混合焦平面阵列;GaAs技术的辐射硬度比硅好得多;n型GaAs器件的施主能级比硅更靠近导带边缘
，这就使得GaAs器件在4K时更不受冻结效应的影响。

（图源网络
，侵删）

目前达到实用水平的焦平面阵列探测器重要有碲镉汞、锑化铟、硅化铂和非造冷探测器4种。阵列式凝视成像的焦平面热像仪
，属新一代的热成像装置
，在机能上大大优于光机扫描式热像仪
，定将逐步取代光机扫描式热像仪。其关键技术是探测器由单片集成电路组成
，被测指标的整个视野都聚焦在上面
，并且图像越发清澈
，使用越发方便
，仪器极度幼巧轻便
，同时拥有自动调焦图像冻结
，陆续放大
，点温、线温、等和善语音注解图像等职能
，仪器选取PC卡
，存储容量可高达500幅图像。

红表热像仪是通过非接触探测红表能量(热量)
，并将其转换为电信号
，进而在显示器上天生热图像和温度值
，并能够对温度值进行推算的一种检测设备。红表热像仪可能将探测到的热量精确量化
，或丈量
，不仅可能观察热图像
，还可能对发热的故障区域进行正确鉴别和严格分析。