近红外照明剂

20世纪中叶以来，基于光电传感的夜视镜和近红外夜视装置开始出现。一般地，这些装置可以利用非可见光的辐射及增强微弱信号的显示，具有夜视作用。近红外光区的波长介于700 nm和2 000 nm之间。然而，为了达到探测目的，在700～1 000 nm和UV、VIS和NIR波段用数种侦测设备来侦察。为了在700～1 000 nm波段达到加密信号传输或照明的目的，而K和/或Cs会强烈地辐射红外线，于是基于K和Cs的烟火药剂被广泛使用。药剂中会加入硅粉作为高能不发光的可燃物。一种典型的药剂配方为：硝酸钾70%，乌洛托品16%，硅10%，黏合剂4%。此外，这种药剂包含乌洛托品或偶氮甲酰胺等富氮化合物，其中，它们可以用作发泡剂剥离凝聚反应的产物。乌洛托品是一种在历史上的确在红外烟火剂中广泛应用的组分，由于其高氮含量，使得其光输出相对较低。乌洛托品存在如下缺点（至少美国是这样的）：其一，材料成本上升；其二，乌洛托品越来越难获得。在这种情况下，乳糖-水合物可能成为乌洛托品的替代品。乳糖比较便宜，如果应用的话可以解决供应问题，也可以降低成本。乳糖的燃烧热比乌洛托品高，同时也可以提供大量的气体产物（大量二氧化碳和部分一氧化碳）。然而，燃烧热太高会增强可见光的输出，可以通过调整氧化剂和可燃剂的比例来把这个影响降到最小。目前研究的焦点是高氮化合物的药剂，有偶氮四唑的钾盐或铯盐、双四唑胺的钾盐或铯盐。典型的氧化剂有过氧化物或钡、锶、锌和锡的氧化物。与近红外示踪相比，近红外光源在火箭降落伞火焰信号和迫击炮炮口照明中使用。为了完成秘密的空中侦察任务，红外摄影火箭被广泛应用。

图2.29显示出以纯硝酸铯为基的近红外照明剂在近红外光区具有优秀的表现，然而以硝酸钾/硝酸铯（见图2.29下图）为基的药剂，由于产生残渣，因而会输出红色的可见光。

辐射强度（I）是测量辐射功率的单位立体角Ω（Ω＝A/r2），单位为W·sr-1。立体角的值等于面积的大小除以球半径的平方。对于手持式NIR照明弹，期望有一个合理的燃烧时间（约45 s）和一个高的隐身指数X。隐身指数X的定义是近红外区（I NIR，700～1 000 nm）的辐射强度与可见光区（I VIS，400～700 nm）辐射强度的比值。以及较高的近红外光区的辐射强度I1（600～900 nm）和I2（695～1 050 nm）：

X＝I NIR/I VIS＞25；I1＞25 W·Sr-1；I2＞30 W·Sr-1；照明强度（可见）＜350 cd。

图2.29　近红外照明剂发射光谱（左）和色度图（右）（见彩插）

以CsNO3为基的照明剂配方见上图，以KNO3/CsNO3为基的照明剂配方见下图