一、በተለመደው ጥቅም ላይ የሚውለው የኢንፍራሬድ ንዑስ ክፍፍል ዘዴ

አንድ በተለምዶ ጥቅም ላይ የሚውለው የኢንፍራሬድ (IR) ጨረር ንዑስ ክፍፍል ዘዴ በሞገድ ርዝመት ክልል ላይ የተመሠረተ ነው። የ IR ስፔክትረም በአጠቃላይ በሚከተሉት ክልሎች የተከፈለ ነው፡

አቅራቢያ-ኢንፍራሬድ (NIR):ይህ ክልል በግምት ከ700 ናኖሜትሮች (nm) እስከ 1.4 ማይክሮሜትሮች (μm) በሞገድ ርዝመት ይደርሳል። የNIR ጨረር ብዙውን ጊዜ በርቀት ዳሰሳ እና በፋይበር ኦፕቲክ ቴሌኮሙኒኬሽን ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውለው በSiO2 መስታወት (ሲሊካ) መካከለኛ ውስጥ ዝቅተኛ የመቀነስ ኪሳራዎች ምክንያት ነው። የምስል ማጠንከሪያዎች ለዚህ የስፔክትረም አካባቢ ስሜታዊ ናቸው፤ ለምሳሌ እንደ የሌሊት እይታ መነጽሮች ያሉ የሌሊት እይታ መሳሪያዎችን ያካትታሉ። ቅርብ-ኢንፍራሬድ ስፔክትሮስኮፒ ሌላው የተለመደ አተገባበር ነው።

የአጭር ሞገድ ርዝመት ያለው ኢንፍራሬድ (SWIR):እንዲሁም “የአጭር ሞገድ ኢንፍራሬድ” ወይም “SWIR” ክልል በመባልም የሚታወቀው፣ ከ1.4 μm እስከ 3 μm ይዘልቃል። የSWIR ጨረር በምስል፣ በክትትል እና በስፔክትሮስኮፒ አፕሊኬሽኖች ውስጥ በብዛት ጥቅም ላይ ይውላል።

መካከለኛ-ሞገድ ኢንፍራሬድ (MWIR):የMWIR ክልል በግምት ከ3 μm እስከ 8 μm ይሸፍናል። ይህ ክልል በተደጋጋሚ በሙቀት ምስል፣ በወታደራዊ ኢላማ እና በጋዝ መፈለጊያ ስርዓቶች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል።

ረጅም የሞገድ ርዝመት ያለው ኢንፍራሬድ (LWIR):የLWIR ክልል ከ8 μm እስከ 15 μm የሚደርሱ የሞገድ ርዝመቶችን ይሸፍናል። በተለምዶ በሙቀት ምስል፣ በሌሊት እይታ ስርዓቶች እና ንክኪ በሌላቸው የሙቀት መለኪያዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል።

ሩቅ-ኢንፍራሬድ (FIR):ይህ ክልል ከ15 μm እስከ 1 ሚሊሜትር (ሚሜ) የሞገድ ርዝመት አለው። የFIR ጨረር ብዙውን ጊዜ በሥነ ፈለክ ጥናት፣ በርቀት ዳሰሳ እና በተወሰኑ የሕክምና አፕሊኬሽኖች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል።

የሞገድ ርዝመት ክልል ንድፍ

NIR እና SWIR አንድ ላይ አንዳንድ ጊዜ "የተንፀባረቀ ኢንፍራሬድ" ተብለው ይጠራሉ፣ MWIR እና LWIR ደግሞ አንዳንድ ጊዜ "ቴርማል ኢንፍራሬድ" ተብለው ይጠራሉ።

የኢንፍራሬድ መተግበሪያዎች

የሌሊት እይታ

ኢንፍራሬድ (IR) በሌሊት እይታ መሳሪያዎች ውስጥ ወሳኝ ሚና ይጫወታል፣ ይህም በዝቅተኛ ብርሃን ወይም በጨለማ አካባቢዎች ውስጥ ነገሮችን መለየት እና ማየት ያስችላል። እንደ የሌሊት እይታ መነጽር ወይም ሞኖኩላር ያሉ ባህላዊ የምስል ማጠንከሪያ የሌሊት እይታ መሳሪያዎች የሚገኙትን የአካባቢ ብርሃን ያጎላሉ፣ ማንኛውንም የ IR ጨረር ጨምሮ። እነዚህ መሳሪያዎች የሚመጡ ፎቶኖችን፣ የ IR ፎቶኖችን ጨምሮ፣ ወደ ኤሌክትሮኖች ለመቀየር ፎቶካቶድ ይጠቀማሉ። ከዚያም ኤሌክትሮኖቹ በፍጥነት እና በተጠናከሩ ሁኔታ የሚታዩ ምስሎችን ለመፍጠር ይፈጠራሉ። የ IR ብርሃን የሚያመነጩት የኢንፍራሬድ ብርሃን መብራቶች ብዙውን ጊዜ በእነዚህ መሳሪያዎች ውስጥ ይዋሃዳሉ፣ ይህም ሙሉ በሙሉ ጨለማ ወይም ዝቅተኛ ብርሃን ባለበት ሁኔታ ታይነትን ያሻሽላል።

ዝቅተኛ ብርሃን አካባቢ

ቴርሞግራፊ

የኢንፍራሬድ ጨረር የነገሮችን የሙቀት መጠን ከርቀት ለመወሰን ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል (ልቀቱ የሚታወቅ ከሆነ)። ይህ ቴርሞግራፊ ይባላል፣ ወይም በNIR ውስጥ ወይም በሚታዩ በጣም ሞቃት ነገሮች ውስጥ ፒሮሜትሪ ይባላል። ቴርሞግራፊ (ቴርማል ኢሜጂንግ) በዋናነት በወታደራዊ እና በኢንዱስትሪ አፕሊኬሽኖች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል ነገር ግን ቴክኖሎጂው በከፍተኛ ሁኔታ በመቀነሱ ምክንያት በመኪናዎች ላይ በኢንፍራሬድ ካሜራዎች መልክ ለሕዝብ ገበያ እየደረሰ ነው።

የሙቀት ምስል አፕሊኬሽኖች

የኢንፍራሬድ ጨረር የነገሮችን የሙቀት መጠን ከርቀት ለመወሰን ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል (ልቀቱ የሚታወቅ ከሆነ)። ይህ ቴርሞግራፊ ይባላል፣ ወይም በNIR ውስጥ ወይም በሚታዩ በጣም ሞቃት ነገሮች ውስጥ ፒሮሜትሪ ይባላል። ቴርሞግራፊ (ቴርማል ኢሜጂንግ) በዋናነት በወታደራዊ እና በኢንዱስትሪ አፕሊኬሽኖች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል ነገር ግን ቴክኖሎጂው በከፍተኛ ሁኔታ በመቀነሱ ምክንያት በመኪናዎች ላይ በኢንፍራሬድ ካሜራዎች መልክ ለሕዝብ ገበያ እየደረሰ ነው።

ቴርሞግራፊክ ካሜራዎች በኤሌክትሮማግኔቲክ ስፔክትረም (በግምት 9,000–14,000 ናኖሜትሮች ወይም 9–14 μm) የኢንፍራሬድ ክልል ውስጥ ያለውን ጨረር ለይተው ያውቃሉ እና የዚያን ጨረር ምስሎች ያመነጫሉ። የኢንፍራሬድ ጨረር በሁሉም ነገሮች የሚወጣው በሙቀት መጠናቸው ላይ በመመስረት ነው፣ በጥቁር አካል የጨረር ህግ መሠረት፣ ቴርሞግራፊ የአንድን ሰው አካባቢ በሚታይ ብርሃን ወይም ያለ ብርሃን "ማየት" ያስችላል። በአንድ ነገር የሚወጣው የጨረር መጠን በሙቀት መጠን ይጨምራል፣ ስለዚህ ቴርሞግራፊ አንድ ሰው የሙቀት ልዩነቶችን እንዲያይ ያስችለዋል።

ሃይፐርስፔክትራል ኢሜጂንግ

ሃይፐርስፔክትራል ምስል በእያንዳንዱ ፒክስል ሰፊ ስፔክትራል ክልል ውስጥ ቀጣይነት ያለው ስፔክትረም የያዘ "ስዕል" ነው። ሃይፐርስፔክትራል ኢሜጂንግ በተለይም በNIR፣ SWIR፣ MWIR እና LWIR ስፔክትራል ክልሎች ውስጥ በተተገበረ ስፔክትሮስኮፒ መስክ ውስጥ ጠቀሜታ እያገኘ ነው። የተለመዱ አፕሊኬሽኖች ባዮሎጂካል፣ ማዕድን ቁፋሮ፣ መከላከያ እና የኢንዱስትሪ መለኪያዎችን ያካትታሉ።

የሃይፐርስፔክትራል ምስል

የሙቀት ኢንፍራሬድ ሃይፐርስፔክትራል ኢሜጂንግ በተመሳሳይ መልኩ በቴርሞግራፊክ ካሜራ ሊከናወን ይችላል፣ መሠረታዊ ልዩነት እያንዳንዱ ፒክስል ሙሉ የLWIR ስፔክትረም መያዙ ነው። በዚህም ምክንያት፣ እንደ ፀሐይ ወይም ጨረቃ ያሉ ውጫዊ የብርሃን ምንጮችን ሳያስፈልግ የነገሩን ኬሚካላዊ መለያ ማድረግ ይቻላል። እንደዚህ ያሉ ካሜራዎች በተለምዶ ለጂኦሎጂካል መለኪያዎች፣ ለቤት ውጭ ክትትል እና ለUAV አፕሊኬሽኖች ይተገበራሉ።

ማሞቂያ

የኢንፍራሬድ (IR) ጨረር በእርግጥ በተለያዩ አፕሊኬሽኖች ውስጥ እንደ ሆን ተብሎ የሚሞቅ ምንጭ ሆኖ ሊያገለግል ይችላል። ይህ በዋነኝነት የሚከሰተው የIR ጨረር በአካባቢው ያለውን አየር በከፍተኛ ሁኔታ ሳያሞቅ በቀጥታ ሙቀትን ወደ ነገሮች ወይም ቦታዎች ለማስተላለፍ ባለው ችሎታ ነው። የኢንፍራሬድ (IR) ጨረር በእርግጥ በተለያዩ አፕሊኬሽኖች ውስጥ እንደ ሆን ተብሎ የሚሞቅ የማሞቂያ ምንጭ ሆኖ ሊያገለግል ይችላል። ይህ በዋነኝነት የሚከሰተው የIR ጨረር በአካባቢው ያለውን አየር በከፍተኛ ሁኔታ ሳያሞቅ በቀጥታ ሙቀትን ወደ ነገሮች ወይም ቦታዎች ለማስተላለፍ ባለው ችሎታ ነው።

የማሞቂያ ምንጭ;

የኢንፍራሬድ ጨረር በተለያዩ የኢንዱስትሪ ማሞቂያ ሂደቶች ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ ይውላል። ለምሳሌ፣ በማኑፋክቸሪንግ ውስጥ፣ የኢንፍራሬድ መብራቶች ወይም ፓነሎች ብዙውን ጊዜ እንደ ፕላስቲኮች፣ ብረቶች ወይም ሽፋኖች ያሉ ቁሳቁሶችን ለማሞቅ፣ ለማድረቅ ወይም ለመፈጠር ያገለግላሉ። የኢንፍራሬድ ጨረር በትክክል ቁጥጥር ሊደረግበት እና ሊመራ ይችላል፣ ይህም በተወሰኑ አካባቢዎች ቀልጣፋ እና ፈጣን ማሞቂያ እንዲኖር ያስችላል።