સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી ઇન્ફ્રારેડ પેટા-વિભાજન યોજના

ઇન્ફ્રારેડ (IR) કિરણોત્સર્ગની એક સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી પેટા-વિભાજન યોજના તરંગલંબાઇ શ્રેણી પર આધારિત છે. IR સ્પેક્ટ્રમ સામાન્ય રીતે નીચેના પ્રદેશોમાં વિભાજિત થાય છે:

નીયર-ઇન્ફ્રારેડ (NIR):આ પ્રદેશ આશરે 700 નેનોમીટર (nm) થી 1.4 માઇક્રોમીટર (μm) તરંગલંબાઇ સુધીનો છે. SiO2 ગ્લાસ (સિલિકા) માધ્યમમાં ઓછા એટેન્યુએશન નુકસાનને કારણે NIR રેડિયેશનનો ઉપયોગ ઘણીવાર રિમોટ સેન્સિંગ, ફાઇબર ઓપ્ટિક ટેલિકોમ્યુનિકેશનમાં થાય છે. ઇમેજ ઇન્ટેન્સિફાયર સ્પેક્ટ્રમના આ ક્ષેત્ર પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે; ઉદાહરણોમાં નાઇટ વિઝન ગોગલ્સ જેવા નાઇટ વિઝન ઉપકરણોનો સમાવેશ થાય છે. નજીક-ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી એ બીજો સામાન્ય ઉપયોગ છે.

ટૂંકી-તરંગલંબાઇ ઇન્ફ્રારેડ (SWIR):"શોર્ટવેવ ઇન્ફ્રારેડ" અથવા "SWIR" ક્ષેત્ર તરીકે પણ ઓળખાય છે, તે લગભગ 1.4 μm થી 3 μm સુધી વિસ્તરે છે. SWIR રેડિયેશનનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ઇમેજિંગ, સર્વેલન્સ અને સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી એપ્લિકેશનોમાં થાય છે.

મધ્ય-તરંગલંબાઇ ઇન્ફ્રારેડ (MWIR):MWIR પ્રદેશ આશરે 3 μm થી 8 μm સુધી ફેલાયેલો છે. આ શ્રેણીનો ઉપયોગ થર્મલ ઇમેજિંગ, લશ્કરી લક્ષ્યીકરણ અને ગેસ શોધ પ્રણાલીઓમાં વારંવાર થાય છે.

લાંબી-તરંગલંબાઇ ઇન્ફ્રારેડ (LWIR):LWIR પ્રદેશ લગભગ 8 μm થી 15 μm સુધીની તરંગલંબાઇને આવરી લે છે. તેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે થર્મલ ઇમેજિંગ, નાઇટ વિઝન સિસ્ટમ્સ અને નોન-કોન્ટેક્ટ તાપમાન માપનમાં થાય છે.

ફાર-ઇન્ફ્રારેડ (FIR):આ પ્રદેશ આશરે ૧૫ μm થી ૧ મિલીમીટર (mm) તરંગલંબાઇ સુધી વિસ્તરે છે. FIR રેડિયેશનનો ઉપયોગ ઘણીવાર ખગોળશાસ્ત્ર, રિમોટ સેન્સિંગ અને ચોક્કસ તબીબી એપ્લિકેશનોમાં થાય છે.

તરંગલંબાઇ શ્રેણી આકૃતિ

NIR અને SWIR ને ક્યારેક "પ્રતિબિંબિત ઇન્ફ્રારેડ" કહેવામાં આવે છે, જ્યારે MWIR અને LWIR ને ક્યારેક "થર્મલ ઇન્ફ્રારેડ" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

二、ઇન્ફ્રારેડની એપ્લિકેશનો

નાઇટ વિઝન

ઇન્ફ્રારેડ (IR) નાઇટ વિઝન સાધનોમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે, જે ઓછા પ્રકાશ અથવા અંધારાવાળા વાતાવરણમાં વસ્તુઓની શોધ અને વિઝ્યુલાઇઝેશનને સક્ષમ બનાવે છે. પરંપરાગત ઇમેજ ઇન્ટેન્સિફિકેશન નાઇટ વિઝન ઉપકરણો, જેમ કે નાઇટ વિઝન ગોગલ્સ અથવા મોનોક્યુલર, ઉપલબ્ધ આસપાસના પ્રકાશને વિસ્તૃત કરે છે, જેમાં હાજર કોઈપણ IR રેડિયેશનનો સમાવેશ થાય છે. આ ઉપકરણો IR ફોટોન સહિત આવતા ફોટોનને ઇલેક્ટ્રોનમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે ફોટોકેથોડનો ઉપયોગ કરે છે. પછી ઇલેક્ટ્રોનને ત્વરિત કરવામાં આવે છે અને દૃશ્યમાન છબી બનાવવા માટે વિસ્તૃત કરવામાં આવે છે. ઇન્ફ્રારેડ ઇલ્યુમિનેટર, જે IR પ્રકાશનું ઉત્સર્જન કરે છે, તે ઘણીવાર આ ઉપકરણોમાં સંકલિત થાય છે જેથી સંપૂર્ણ અંધકાર અથવા ઓછા પ્રકાશની સ્થિતિમાં દૃશ્યતા વધે જ્યાં આસપાસના IR રેડિયેશન અપૂરતું હોય.

ઓછા પ્રકાશવાળું વાતાવરણ

થર્મોગ્રાફી

ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશનનો ઉપયોગ વસ્તુઓનું તાપમાન દૂરસ્થ રીતે નક્કી કરવા માટે થઈ શકે છે (જો ઉત્સર્જન જાણીતું હોય). આને થર્મોગ્રાફી કહેવામાં આવે છે, અથવા NIR અથવા દૃશ્યમાનમાં ખૂબ જ ગરમ વસ્તુઓના કિસ્સામાં તેને પાયરોમેટ્રી કહેવામાં આવે છે. થર્મોગ્રાફી (થર્મલ ઇમેજિંગ) મુખ્યત્વે લશ્કરી અને ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશનોમાં વપરાય છે પરંતુ ઉત્પાદન ખર્ચમાં ઘણો ઘટાડો થવાને કારણે કાર પર ઇન્ફ્રારેડ કેમેરાના રૂપમાં ટેકનોલોજી જાહેર બજારમાં પહોંચી રહી છે.

થર્મલ ઇમેજિંગ એપ્લિકેશનો

ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશનનો ઉપયોગ વસ્તુઓનું તાપમાન દૂરસ્થ રીતે નક્કી કરવા માટે થઈ શકે છે (જો ઉત્સર્જન જાણીતું હોય). આને થર્મોગ્રાફી કહેવામાં આવે છે, અથવા NIR અથવા દૃશ્યમાનમાં ખૂબ જ ગરમ વસ્તુઓના કિસ્સામાં તેને પાયરોમેટ્રી કહેવામાં આવે છે. થર્મોગ્રાફી (થર્મલ ઇમેજિંગ) મુખ્યત્વે લશ્કરી અને ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશનોમાં વપરાય છે પરંતુ ઉત્પાદન ખર્ચમાં ઘણો ઘટાડો થવાને કારણે કાર પર ઇન્ફ્રારેડ કેમેરાના રૂપમાં ટેકનોલોજી જાહેર બજારમાં પહોંચી રહી છે.

થર્મોગ્રાફિક કેમેરા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સ્પેક્ટ્રમની ઇન્ફ્રારેડ રેન્જ (આશરે 9,000–14,000 નેનોમીટર અથવા 9–14 μm) માં રેડિયેશન શોધી કાઢે છે અને તે રેડિયેશનની છબીઓ ઉત્પન્ન કરે છે. બ્લેક-બોડી રેડિયેશન કાયદા અનુસાર, ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશન તમામ પદાર્થો દ્વારા તેમના તાપમાનના આધારે ઉત્સર્જિત થતું હોવાથી, થર્મોગ્રાફી દૃશ્યમાન પ્રકાશ સાથે અથવા તેના વિના વ્યક્તિના પર્યાવરણને "જોવાનું" શક્ય બનાવે છે. તાપમાન સાથે પદાર્થ દ્વારા ઉત્સર્જિત રેડિયેશનનું પ્રમાણ વધે છે, તેથી થર્મોગ્રાફી વ્યક્તિને તાપમાનમાં ફેરફાર જોવાની મંજૂરી આપે છે.

હાઇપરસ્પેક્ટ્રલ ઇમેજિંગ

હાઇપરસ્પેક્ટ્રલ ઇમેજ એ એક "ચિત્ર" છે જેમાં દરેક પિક્સેલ પર વિશાળ સ્પેક્ટ્રલ રેન્જ દ્વારા સતત સ્પેક્ટ્રમ હોય છે. હાઇપરસ્પેક્ટ્રલ ઇમેજિંગ એપ્લાઇડ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીના ક્ષેત્રમાં ખાસ કરીને NIR, SWIR, MWIR અને LWIR સ્પેક્ટ્રલ પ્રદેશોમાં મહત્વ મેળવી રહ્યું છે. લાક્ષણિક એપ્લિકેશનોમાં જૈવિક, ખનિજ, સંરક્ષણ અને ઔદ્યોગિક માપનો સમાવેશ થાય છે.

હાઇપરસ્પેક્ટ્રલ છબી

થર્મલ ઇન્ફ્રારેડ હાઇપરસ્પેક્ટ્રલ ઇમેજિંગ થર્મોગ્રાફિક કેમેરાનો ઉપયોગ કરીને પણ કરી શકાય છે, જેમાં મૂળભૂત તફાવત એ છે કે દરેક પિક્સેલમાં સંપૂર્ણ LWIR સ્પેક્ટ્રમ હોય છે. પરિણામે, સૂર્ય અથવા ચંદ્ર જેવા બાહ્ય પ્રકાશ સ્ત્રોતની જરૂર વગર પદાર્થની રાસાયણિક ઓળખ કરી શકાય છે. આવા કેમેરા સામાન્ય રીતે ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય માપન, આઉટડોર સર્વેલન્સ અને UAV એપ્લિકેશનો માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

ગરમી

ઇન્ફ્રારેડ (IR) કિરણોત્સર્ગનો ઉપયોગ વિવિધ એપ્લિકેશનોમાં ઇરાદાપૂર્વક ગરમીના સ્ત્રોત તરીકે થઈ શકે છે. આ મુખ્યત્વે IR કિરણોત્સર્ગની આસપાસની હવાને નોંધપાત્ર રીતે ગરમ કર્યા વિના સીધી વસ્તુઓ અથવા સપાટીઓ પર ગરમી ટ્રાન્સફર કરવાની ક્ષમતાને કારણે છે. ઇન્ફ્રારેડ (IR) કિરણોત્સર્ગનો ઉપયોગ વિવિધ એપ્લિકેશનોમાં ઇરાદાપૂર્વક ગરમીના સ્ત્રોત તરીકે થઈ શકે છે. આ મુખ્યત્વે IR કિરણોત્સર્ગની આસપાસની હવાને નોંધપાત્ર રીતે ગરમ કર્યા વિના સીધી વસ્તુઓ અથવા સપાટીઓ પર ગરમી ટ્રાન્સફર કરવાની ક્ષમતાને કારણે છે.

ગરમીનો સ્ત્રોત

વિવિધ ઔદ્યોગિક ગરમી પ્રક્રિયાઓમાં ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશનનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઉત્પાદનમાં, પ્લાસ્ટિક, ધાતુઓ અથવા કોટિંગ્સ જેવી સામગ્રીને ગરમ કરવા, સૂકવવા અથવા રચના કરવા માટે ઘણીવાર IR લેમ્પ્સ અથવા પેનલ્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. IR રેડિયેશનને ચોક્કસ રીતે નિયંત્રિત અને નિર્દેશિત કરી શકાય છે, જે ચોક્કસ વિસ્તારોમાં કાર્યક્ષમ અને ઝડપી ગરમી માટે પરવાનગી આપે છે.