Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB

Nightglow

Nightglow

Kurzwelliges Infrarot für Nachtsichtanwendungen

Am Fraunhofer-IOSB wird seit einiger Zeit der Frage nachgegangen, in wie weit Sensoren, die im SWIR (shortwave infrared, kurzwelliges Infrarot, 0,9 – 2,5 µm) empfindlich sind, bei Nacht eingesetzt werden können. Von großem Interesse ist dabei, ob sie die im visuellen Spektralbereich (VIS) im Einsatz befindlichen Kamera- und Bildverstärkersysteme ersetzen bzw. ergänzen können.

Es ist deshalb zu klären, wie sich die im Visuellen gemessenen Beleuchtungsstärken mit den gemessenen Bestrahlungsstärken im SWIR vergleichen lassen. Bisher müssen für Vergleiche von Kameras, die in unterschiedlichen Spektralbereichen empfindlich sind, Messungen während der Nacht durchgeführt werden. Dies ist aufwendig und nicht immer praktikabel. Langfristig soll deshalb ein »Beleuchtungsstandard« für den kurzwelligen infraroten Spektralbereich etabliert werden – so wie es ihn im Visuellen schon gibt.

Um Aussagen dazu treffen zu können, müssen in einem ersten Schritt Daten gesammelt werden. Als hauptsächliche Lichtquelle für die Nachtmessungen dient, neben Mond, Planeten und Sternen, der so genannte Airglow, eine Leuchterscheinung der oberen Erdatmosphäre. Sein nächtliches Auftreten wird Nightglow genannt und ist in seiner Intensität stark variabel. Der Nightglow ist in allen Spektralbereichen vom UV bis hin zum langwelligen Infrarot zu beobachten. Besonders stark leuchtet er im SWIR zwischen 1,4 µm und 1,8 µm.

Da sich die astronomischen und besonders die atmosphärischen Parameter von Messnacht zu Messnacht teilweise deutlich ändern, lassen sich die Ergebnisse nur schwer verallgemeinern. Wie schon zu Beginn der Messungen vermutet, hat die Bewölkung einen großen Einfluss auf die Messergebnisse. Weiterhin sind auch die Einflüsse des Mondes und der von indirekter künstlicher Beleuchtung zu berücksichtigen.

Um dieser hohen Variabilität der Messparameter gerecht zu werden, ist eine genügend große Anzahl an Messdaten notwendig. Diese zu erhalten, ist nur mithilfe einer Dauermessung über den Zeitraum von mindestens einem Jahr möglich.

 

 

   
Beispielaufnahmen zur Illustration der Unterschiede VIS - SWIR