ინფრაწითელი გამოსხივების ხშირად გამოყენებული ქვეგანყოფილების სქემა

ინფრაწითელი (IR) გამოსხივების ერთ-ერთი ხშირად გამოყენებული ქვედაყოფის სქემა ტალღის სიგრძის დიაპაზონს ეფუძნება. ინფრაწითელი სპექტრი ზოგადად იყოფა შემდეგ რეგიონებად:

ახლო ინფრაწითელი (NIR):ეს რეგიონი დაახლოებით 700 ნანომეტრიდან (ნმ) 1.4 მიკრომეტრამდე (μm) ტალღის სიგრძემდე მერყეობს. NIR გამოსხივება ხშირად გამოიყენება დისტანციურ ზონდირებაში, ბოჭკოვან-ოპტიკურ ტელეკომუნიკაციაში, SiO2 მინის (სილიციუმის) გარემოში დაბალი შესუსტების დანაკარგების გამო. გამოსახულების გამაძლიერებლები მგრძნობიარეა სპექტრის ამ არეალის მიმართ; მაგალითებია ღამის ხედვის მოწყობილობები, როგორიცაა ღამის ხედვის სათვალე. ახლო ინფრაწითელი სპექტროსკოპია კიდევ ერთი გავრცელებული გამოყენებაა.

მოკლე ტალღის ინფრაწითელი (SWIR):ასევე ცნობილია, როგორც „მოკლეტალღოვანი ინფრაწითელი“ ან „SWIR“ რეგიონი, ის დაახლოებით 1.4 მკმ-დან 3 მკმ-მდე ვრცელდება. SWIR გამოსხივება ფართოდ გამოიყენება ვიზუალიზაციის, მეთვალყურეობისა და სპექტროსკოპიის აპლიკაციებში.

საშუალო ტალღის სიგრძის ინფრაწითელი (MWIR):MWIR რეგიონი დაახლოებით 3 მკმ-დან 8 მკმ-მდეა. ეს დიაპაზონი ხშირად გამოიყენება თერმული ვიზუალიზაციის, სამხედრო დამიზნებისა და გაზის აღმოჩენის სისტემებში.

გრძელი ტალღის ინფრაწითელი (LWIR):LWIR რეგიონი მოიცავს დაახლოებით 8 მკმ-დან 15 მკმ-მდე ტალღის სიგრძეებს. ის ხშირად გამოიყენება თერმული ვიზუალიზაციის, ღამის ხედვის სისტემებსა და უკონტაქტო ტემპერატურის გაზომვებში.

შორეული ინფრაწითელი (FIR):ეს რეგიონი დაახლოებით 15 მკმ-დან 1 მილიმეტრამდე (მმ) ტალღის სიგრძემდეა გადაჭიმული. FIR გამოსხივება ხშირად გამოიყენება ასტრონომიაში, დისტანციურ ზონდირებასა და გარკვეულ სამედიცინო დარგებში.

ტალღის სიგრძის დიაპაზონის დიაგრამა

NIR-სა და SWIR-ს ერთად ზოგჯერ „არეკლილ ინფრაწითელს“ უწოდებენ, ხოლო MWIR-სა და LWIR-ს ზოგჯერ „თერმულ ინფრაწითელს“.

მაგალითად, ინფრაწითელი აპლიკაციები

ღამის ხედვა

ინფრაწითელი (IR) გადამწყვეტ როლს ასრულებს ღამის ხედვის აპარატურაში, რაც საშუალებას იძლევა ობიექტების აღმოჩენისა და ვიზუალიზაციისა დაბალი განათების ან ბნელ გარემოში. ტრადიციული გამოსახულების ინტენსიფიკაცია ღამის ხედვის მოწყობილობები, როგორიცაა ღამის ხედვის სათვალე ან მონოკულარი, აძლიერებს არსებულ გარემოს სინათლეს, მათ შორის ნებისმიერ არსებულ ინფრაწითელ გამოსხივებას. ეს მოწყობილობები იყენებენ ფოტოკათოდს შემომავალი ფოტონების, მათ შორის ინფრაწითელი ფოტონების, ელექტრონებად გარდასაქმნელად. შემდეგ ელექტრონები აჩქარებენ და ძლიერდებიან ხილული გამოსახულების შესაქმნელად. ინფრაწითელი განათებები, რომლებიც გამოყოფენ ინფრაწითელ სინათლეს, ხშირად ინტეგრირებულია ამ მოწყობილობებში ხილვადობის გასაუმჯობესებლად სრული სიბნელის ან დაბალი განათების პირობებში, სადაც გარემოს ინფრაწითელი გამოსხივება არასაკმარისია.

დაბალი განათების გარემო

თერმოგრაფია

ინფრაწითელი გამოსხივების გამოყენება შესაძლებელია ობიექტების ტემპერატურის დისტანციურად დასადგენად (თუ გამოსხივების კოეფიციენტი ცნობილია). ამას თერმოგრაფია ეწოდება, ხოლო ჩრდილოეთ ინფრაწითელ ან ხილულ დიაპაზონში ძალიან ცხელი ობიექტების შემთხვევაში - პირომეტრია. თერმოგრაფია (თერმული გამოსახულება) ძირითადად გამოიყენება სამხედრო და სამრეწველო დანიშნულებით, მაგრამ ტექნოლოგია საჯარო ბაზარზე ავტომობილებზე დამონტაჟებული ინფრაწითელი კამერების სახით აღწევს წარმოების ხარჯების მნიშვნელოვნად შემცირების გამო.

თერმული გამოსახულების გამოყენება

ინფრაწითელი გამოსხივების გამოყენება შესაძლებელია ობიექტების ტემპერატურის დისტანციურად დასადგენად (თუ გამოსხივების კოეფიციენტი ცნობილია). ამას თერმოგრაფია ეწოდება, ხოლო ჩრდილოეთ ინფრაწითელ ან ხილულ დიაპაზონში ძალიან ცხელი ობიექტების შემთხვევაში - პირომეტრია. თერმოგრაფია (თერმული გამოსახულება) ძირითადად გამოიყენება სამხედრო და სამრეწველო დანიშნულებით, მაგრამ ტექნოლოგია საჯარო ბაზარზე ავტომობილებზე დამონტაჟებული ინფრაწითელი კამერების სახით აღწევს წარმოების ხარჯების მნიშვნელოვნად შემცირების გამო.

თერმოგრაფიული კამერები ელექტრომაგნიტური სპექტრის ინფრაწითელ დიაპაზონში (დაახლოებით 9,000–14,000 ნანომეტრი ან 9–14 მკმ) აფიქსირებენ გამოსხივებას და ამ გამოსხივების გამოსახულებებს იღებენ. ვინაიდან ინფრაწითელ გამოსხივებას ყველა ობიექტი ასხივებს მათი ტემპერატურის მიხედვით, შავი სხეულის გამოსხივების კანონის თანახმად, თერმოგრაფია შესაძლებელს ხდის საკუთარი გარემოს „დანახვას“ ხილული განათებით ან მის გარეშე. ობიექტის მიერ გამოსხივებული გამოსხივების რაოდენობა იზრდება ტემპერატურასთან ერთად, ამიტომ თერმოგრაფია საშუალებას იძლევა დავინახოთ ტემპერატურის ვარიაციები.

ჰიპერსპექტრული გამოსახულება

ჰიპერსპექტრული გამოსახულება არის „სურათი“, რომელიც შეიცავს უწყვეტ სპექტრს ფართო სპექტრულ დიაპაზონში თითოეულ პიქსელზე. ჰიპერსპექტრული გამოსახულება სულ უფრო მეტ მნიშვნელობას იძენს გამოყენებითი სპექტროსკოპიის სფეროში, განსაკუთრებით NIR, SWIR, MWIR და LWIR სპექტრული რეგიონების გამოყენებით. ტიპური გამოყენება მოიცავს ბიოლოგიურ, მინერალოგიურ, თავდაცვით და სამრეწველო გაზომვებს.

ჰიპერსპექტრული გამოსახულება

თერმული ინფრაწითელი ჰიპერსპექტრული გამოსახულების მიღება შესაძლებელია თერმოგრაფიული კამერის გამოყენებით ანალოგიურად, იმ ფუნდამენტური განსხვავებით, რომ თითოეული პიქსელი შეიცავს სრულ LWIR სპექტრს. შესაბამისად, ობიექტის ქიმიური იდენტიფიკაცია შესაძლებელია გარე სინათლის წყაროს, როგორიცაა მზე ან მთვარე, საჭიროების გარეშე. ასეთი კამერები, როგორც წესი, გამოიყენება გეოლოგიური გაზომვებისთვის, გარე მეთვალყურეობისთვის და უპილოტო საფრენი აპარატების გამოყენებისთვის.

გათბობა

ინფრაწითელი (IR) გამოსხივება მართლაც შეიძლება გამოყენებულ იქნას, როგორც განზრახ გათბობის წყარო სხვადასხვა დანიშნულებით. ეს, პირველ რიგში, განპირობებულია ინფრაწითელი გამოსხივების უნარით, პირდაპირ გადასცეს სითბო ობიექტებს ან ზედაპირებს გარემომცველი ჰაერის მნიშვნელოვანი გათბობის გარეშე. ინფრაწითელი (IR) გამოსხივება მართლაც შეიძლება გამოყენებულ იქნას, როგორც განზრახ გათბობის წყარო სხვადასხვა დანიშნულებით. ეს, პირველ რიგში, განპირობებულია ინფრაწითელი გამოსხივების უნარით, პირდაპირ გადასცეს სითბო ობიექტებს ან ზედაპირებს გარემომცველი ჰაერის მნიშვნელოვანი გათბობის გარეშე.

გათბობის წყარო

ინფრაწითელი გამოსხივება ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა სამრეწველო გათბობის პროცესში. მაგალითად, წარმოებაში, ინფრაწითელი ნათურები ან პანელები ხშირად გამოიყენება მასალების, როგორიცაა პლასტმასი, ლითონები ან საფარები, გაშრობის, გაშრობის ან ფორმირების მიზნით გასათბობად. ინფრაწითელი გამოსხივების ზუსტად კონტროლი და მიმართულება შესაძლებელია, რაც საშუალებას იძლევა ეფექტური და სწრაფი გათბობისა კონკრეტულ ადგილებში.