Често използвана схема за подразделяне на инфрачервени лъчи

Една често използвана схема за подразделяне на инфрачервеното (ИЧ) лъчение е базирана на диапазона на дължината на вълната. ИЧ спектърът обикновено се разделя на следните области:

Близка инфрачервена област (NIR):Тази област варира от приблизително 700 нанометра (nm) до 1,4 микрометра (μm) по дължина на вълната. Блиското инфрачервено лъчение често се използва в дистанционното наблюдение и оптичните телекомуникации поради ниските загуби на затихване в стъклената (силициева) среда SiO2. Усилвателите на изображения са чувствителни към тази област на спектъра; примери за това са устройства за нощно виждане, като например очила за нощно виждане. Спектроскопията в близката инфрачервена област е друго често срещано приложение.

Късовълнов инфрачервен спектър (SWIR):Известна още като „късовълнова инфрачервена“ или „SWIR“ област, тя се простира от около 1,4 μm до 3 μm. SWIR лъчението се използва често в приложения за изображения, наблюдение и спектроскопия.

Средновълнов инфрачервен спектър (MWIR):MWIR диапазонът обхваща приблизително от 3 μm до 8 μm. Този диапазон често се използва в термовизионни изображения, военно насочване и системи за откриване на газ.

Дълговълнов инфрачервен спектър (LWIR):LWIR областта обхваща дължини на вълните от около 8 μm до 15 μm. Тя се използва често в термовизионни системи, системи за нощно виждане и безконтактни измервания на температурата.

Далечен инфрачервен спектър (FIR):Тази област се простира от приблизително 15 μm до 1 милиметър (mm) по дължина на вълната. FIR лъчението често се използва в астрономията, дистанционното наблюдение и някои медицински приложения.

Диаграма на диапазона на дължината на вълната

NIR и SWIR понякога се наричат ​​заедно „отразена инфрачервена светлина“, докато MWIR и LWIR понякога се наричат ​​„термална инфрачервена светлина“.

二、Приложения на инфрачервена връзка

Нощно виждане

Инфрачервеното (ИЧ) лъчение играе ключова роля в оборудването за нощно виждане, позволявайки откриването и визуализирането на обекти в условия на слаба светлина или тъмна среда. Традиционните устройства за нощно виждане с усилване на изображението, като например очила за нощно виждане или монокуляри, усилват наличната околна светлина, включително всяко налично ИЧ лъчение. Тези устройства използват фотокатод, за да преобразуват входящите фотони, включително ИЧ фотони, в електрони. След това електроните се ускоряват и усилват, за да създадат видимо изображение. Инфрачервените осветители, които излъчват ИЧ светлина, често са интегрирани в тези устройства, за да подобрят видимостта в пълна тъмнина или условия на слаба светлина, където околното ИЧ лъчение е недостатъчно.

Среда със слаба светлина

Термография

Инфрачервеното лъчение може да се използва за дистанционно определяне на температурата на обекти (ако е известна емисионната им способност). Това се нарича термография, а в случай на много горещи обекти в ближния инфрачервен или видимия спектър – пирометрия. Термографията (термовизионното изображение) се използва главно във военни и промишлени приложения, но технологията навлиза и на публичния пазар под формата на инфрачервени камери на автомобили поради значително намалените производствени разходи.

Приложения за термично изображение

Инфрачервеното лъчение може да се използва за дистанционно определяне на температурата на обекти (ако е известна емисионната им способност). Това се нарича термография, а в случай на много горещи обекти в ближния инфрачервен или видимия спектър – пирометрия. Термографията (термовизионното изображение) се използва главно във военни и промишлени приложения, но технологията навлиза и на публичния пазар под формата на инфрачервени камери на автомобили поради значително намалените производствени разходи.

Термографските камери откриват лъчение в инфрачервения диапазон на електромагнитния спектър (приблизително 9 000–14 000 нанометра или 9–14 μm) и създават изображения на това лъчение. Тъй като инфрачервеното лъчение се излъчва от всички обекти въз основа на техните температури, съгласно закона за излъчването на черното тяло, термографията позволява да се „види“ околната среда със или без видимо осветление. Количеството лъчение, излъчвано от даден обект, се увеличава с температурата, следователно термографията позволява да се видят температурните вариации.

Хиперспектрално изобразяване

Хиперспектралното изображение е „картина“, съдържаща непрекъснат спектър в широк спектрален диапазон на всеки пиксел. Хиперспектралното изобразяване придобива все по-голямо значение в областта на приложната спектроскопия, особено в NIR, SWIR, MWIR и LWIR спектралните области. Типичните приложения включват биологични, минералогични, отбранителни и промишлени измервания.

Хиперспектралното изображение

Термографското инфрачервено хиперспектрално изображение може да се извърши по подобен начин с помощта на термографска камера, с основната разлика, че всеки пиксел съдържа пълен LWIR спектър. Следователно, химическата идентификация на обекта може да се извърши без нужда от външен източник на светлина, като например Слънцето или Луната. Такива камери обикновено се прилагат за геоложки измервания, външно наблюдение и приложения с безпилотни летателни апарати (БПЛА).

Отопление

Инфрачервеното (ИЧ) лъчение наистина може да се използва като целенасочен източник на топлина в различни приложения. Това се дължи главно на способността на ИЧ лъчението директно да пренася топлина към обекти или повърхности, без да нагрява значително околния въздух. Инфрачервеното (ИЧ) лъчение наистина може да се използва като целенасочен източник на топлина в различни приложения. Това се дължи главно на способността на ИЧ лъчението директно да пренася топлина към обекти или повърхности, без да нагрява значително околния въздух.

Източникът на топлина

Инфрачервеното лъчение се използва широко в различни промишлени нагряващи процеси. Например, в производството, инфрачервени лампи или панели често се използват за нагряване на материали, като пластмаси, метали или покрития, за целите на втвърдяване, сушене или формоване. Инфрачервеното лъчение може да бъде прецизно контролирано и насочено, което позволява ефективно и бързо нагряване в определени зони.