一、Infrapuna tavaliselt kasutatav alajaotusskeem

Üks levinud infrapunakiirguse (IR) jaotusskeem põhineb lainepikkuste vahemikul. IR-spekter jaguneb üldiselt järgmisteks piirkondadeks:

Lähi-infrapuna (NIR):See piirkond jääb lainepikkuste poolest vahemikku ligikaudu 700 nanomeetrit (nm) kuni 1,4 mikromeetrit (μm). Lähiinfrapunakiirgust kasutatakse sageli kaugseires ja fiiberoptilises telekommunikatsioonis, kuna SiO2 klaasist (ränidioksiidist) keskkonnas on sumbumiskaod väikesed. Kujutisevõimendid on selle spektriosa suhtes tundlikud; näideteks on öönägemisseadmed, näiteks öönägemisprillid. Lähiinfrapunaspektroskoopia on teine ​​levinud rakendus.

Lühilaineline infrapuna (SWIR):Tuntud ka kui „lühilaineline infrapuna“ või „SWIR“ piirkond, ulatub see umbes 1,4 μm-st 3 μm-ni. SWIR-kiirgust kasutatakse tavaliselt pildistamise, seire ja spektroskoopia rakendustes.

Keskmise lainepikkusega infrapuna (MWIR):MWIR-piirkond ulatub umbes 3 μm-st 8 μm-ni. Seda vahemikku kasutatakse sageli termokaamerate pildistamisel, sõjaväe sihtimisel ja gaasidetektorites.

Pika lainepikkusega infrapuna (LWIR):LWIR-piirkond katab lainepikkusi umbes 8 μm kuni 15 μm. Seda kasutatakse tavaliselt termokaamerates, öönägemissüsteemides ja kontaktivabades temperatuurimõõtmistes.

Kaug-infrapuna (FIR):See piirkond ulatub lainepikkuselt umbes 15 μm kuni 1 millimeetrini (mm). FIR-kiirgust kasutatakse sageli astronoomias, kaugseires ja teatud meditsiinilistes rakendustes.

Lainepikkuste vahemiku diagramm

Lähis-infrapuna- ja lähis-infrapunakiirgust (NIR) koos nimetatakse mõnikord peegeldunud infrapunakiirguseks, samas kui MWIR-i ja LWIR-i nimetatakse mõnikord termiliseks infrapunakiirguseks.

二、Infrapuna rakendused

Öönägemine

Infrapunakiirgusel (IR) on öönägemisseadmetes oluline roll, võimaldades objektide tuvastamist ja visualiseerimist hämaras või pimedas keskkonnas. Traditsioonilised pildi intensiivistavad öönägemisseadmed, näiteks öönägemisprillid või monokulaarid, võimendavad olemasolevat ümbritsevat valgust, sealhulgas mis tahes olemasolevat infrapunakiirgust. Need seadmed kasutavad fotokatoodi sissetulevate footonite, sealhulgas infrapunafootonite, elektronideks muutmiseks. Seejärel kiirendatakse ja võimendatakse elektrone, et luua nähtav pilt. Nendesse seadmetesse on sageli integreeritud infrapunavalgustid, mis kiirgavad infrapunavalgust, et parandada nähtavust täielikus pimeduses või hämaras, kus ümbritsev infrapunakiirgus on ebapiisav.

Hämaras keskkond

Termograafia

Infrapunakiirgust saab kasutada objektide temperatuuri kaugjuhtimise teel määramiseks (kui kiirgusvõime on teada). Seda nimetatakse termograafiaks või väga kuumade objektide puhul lähiinfrapuna- või nähtavas piirkonnas nimetatakse seda püromeetriaks. Termograafiat (termopildistamist) kasutatakse peamiselt sõjalistes ja tööstuslikes rakendustes, kuid tehnoloogia jõuab ka avalikule turule autode infrapunakaamerate kujul tänu oluliselt vähenenud tootmiskuludele.

Termopildistamise rakendused

Infrapunakiirgust saab kasutada objektide temperatuuri kaugjuhtimise teel määramiseks (kui kiirgusvõime on teada). Seda nimetatakse termograafiaks või väga kuumade objektide puhul lähiinfrapuna- või nähtavas piirkonnas nimetatakse seda püromeetriaks. Termograafiat (termopildistamist) kasutatakse peamiselt sõjalistes ja tööstuslikes rakendustes, kuid tehnoloogia jõuab ka avalikule turule autode infrapunakaamerate kujul tänu oluliselt vähenenud tootmiskuludele.

Termokaamerad tuvastavad kiirgust elektromagnetilise spektri infrapunavahemikus (umbes 9000–14 000 nanomeetrit või 9–14 μm) ja tekitavad sellest kiirgusest kujutisi. Kuna infrapunakiirgust kiirgavad kõik objektid vastavalt oma temperatuurile, võimaldab mustkeha kiirgusseaduse kohaselt termograafia „näha“ oma keskkonda nähtava valgusega või ilma. Objekti kiiratava kiirguse hulk suureneb koos temperatuuriga, seega võimaldab termograafia näha temperatuuri muutusi.

Hüperspektraalne pildistamine

Hüperspektraalne kujutis on „pilt“, mis sisaldab iga piksli kohta pidevat spektrit laias spektraalvahemikus. Hüperspektraalne pildistamine on rakendusspektroskoopia valdkonnas üha olulisem, eriti NIR-, SWIR-, MWIR- ja LWIR-spektripiirkondade puhul. Tüüpilised rakendused hõlmavad bioloogilisi, mineraloogilisi, kaitse- ja tööstuslikke mõõtmisi.

Hüperspektraalne pilt

Termokaamera abil saab termilist infrapunahüperspektraalset pildistamist teha sarnaselt, põhimõttelise erinevusega, et iga piksel sisaldab täielikku LWIR-spektrit. Seega saab objekti keemilist identifitseerimist teostada ilma välise valgusallika, näiteks päikese või kuuta. Selliseid kaameraid kasutatakse tavaliselt geoloogiliste mõõtmiste, välitingimustes jälgimise ja mehitamata õhusõidukite rakenduste jaoks.

Küte

Infrapunakiirgust (IR) saab tõepoolest kasutada tahtliku kütteallikana erinevates rakendustes. See on peamiselt tingitud IR-kiirguse võimest kanda soojust otse esemetele või pindadele ilma ümbritsevat õhku oluliselt kuumutamata. Infrapunakiirgust (IR) saab tõepoolest kasutada tahtliku kütteallikana erinevates rakendustes. See on peamiselt tingitud IR-kiirguse võimest kanda soojust otse esemetele või pindadele ilma ümbritsevat õhku oluliselt kuumutamata.

Kütteallikas

Infrapunakiirgust kasutatakse laialdaselt erinevates tööstuslikes kuumutusprotsessides. Näiteks tootmises kasutatakse infrapunalampe või -paneele sageli materjalide, näiteks plastide, metallide või katete kuumutamiseks kõvendamise, kuivatamise või vormimise eesmärgil. Infrapunakiirgust saab täpselt juhtida ja suunata, mis võimaldab tõhusat ja kiiret kuumutamist kindlates piirkondades.