Dažniausiai naudojama infraraudonųjų spindulių padalijimo schema

Viena dažniausiai naudojama infraraudonųjų spindulių (IR) skirstymo schema yra pagrįsta bangos ilgių diapazonu. IR spektras paprastai skirstomas į šias sritis:

Artimųjų infraraudonųjų spindulių (NIR):Šis bangos ilgis svyruoja nuo maždaug 700 nanometrų (nm) iki 1,4 mikrometro (μm). Artimųjų infraraudonųjų spindulių spinduliuotė dažnai naudojama nuotoliniuose tyrimuose, šviesolaidinėse telekomunikacijose dėl mažų slopinimo nuostolių SiO2 stiklo (silicio dioksido) terpėje. Vaizdo stiprintuvai yra jautrūs šiai spektro sričiai; pavyzdžiai yra naktinio matymo prietaisai, tokie kaip naktinio matymo akiniai. Artimųjų infraraudonųjų spindulių spektroskopija yra dar viena įprasta taikymo sritis.

Trumpabangis infraraudonasis spinduliavimas (SWIR):Taip pat žinomas kaip „trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių“ arba „SWIR“ regionas, jis tęsiasi nuo maždaug 1,4 μm iki 3 μm. SWIR spinduliuotė dažniausiai naudojama vaizdavimo, stebėjimo ir spektroskopijos srityse.

Vidutinio bangos ilgio infraraudonųjų spindulių (MWIR):MWIR sritis apima maždaug nuo 3 μm iki 8 μm. Šis diapazonas dažnai naudojamas terminio vaizdo gavimo, karinio taikinio nustatymo ir dujų aptikimo sistemose.

Ilgabangis infraraudonasis spinduliavimas (LWIR):LWIR sritis apima bangos ilgius nuo maždaug 8 μm iki 15 μm. Ji dažniausiai naudojama terminio vaizdo gavimo, naktinio matymo sistemose ir nekontaktiniuose temperatūros matavimuose.

Tolimųjų infraraudonųjų spindulių (FIR):Šios srities bangos ilgis yra maždaug nuo 15 μm iki 1 milimetro (mm). Galingųjų infraraudonųjų spindulių (FIR) spinduliuotė dažnai naudojama astronomijoje, nuotoliniuose tyrimuose ir tam tikrose medicinos srityse.

Bangos ilgių diapazono diagrama

NIR ir SWIR kartu kartais vadinami „atspindėtais infraraudonaisiais spinduliais“, o MWIR ir LWIR kartais vadinami „terminiais infraraudonaisiais spinduliais“.

二、Infraraudonųjų spindulių programos

Naktinis matymas

Infraraudonieji spinduliai (IR) vaidina labai svarbų vaidmenį naktinio matymo įrangoje, nes leidžia aptikti ir vizualizuoti objektus esant silpnam apšvietimui arba tamsioje aplinkoje. Tradiciniai vaizdo sustiprinimo naktinio matymo prietaisai, tokie kaip naktinio matymo akiniai arba monokuliarai, sustiprina esamą aplinkos šviesą, įskaitant bet kokią esamą IR spinduliuotę. Šie prietaisai naudoja fotokatodą, kad konvertuotų įeinančius fotonus, įskaitant IR fotonus, į elektronus. Tada elektronai yra greitinami ir sustiprinami, kad būtų sukurtas matomas vaizdas. Į šiuos prietaisus dažnai integruojami infraraudonųjų spindulių apšvietikliai, skleidžiantys IR šviesą, siekiant pagerinti matomumą visiškoje tamsoje arba prasto apšvietimo sąlygomis, kai aplinkos IR spinduliuotė yra nepakankama.

Prastai apšviesta aplinka

Termografija

Infraraudonieji spinduliai gali būti naudojami objektų temperatūrai nuotoliniu būdu nustatyti (jei žinomas spinduliavimo gebėjimas). Tai vadinama termografija, o labai karštų objektų, esančių artimojoje infraraudonųjų spindulių arba matomoje spektro dalyje, atveju – pirometrija. Termografija (terminis vaizdavimas) daugiausia naudojama karinėse ir pramonės srityse, tačiau dėl gerokai sumažintų gamybos sąnaudų ši technologija pasiekia ir viešąją rinką automobilių infraraudonųjų spindulių kamerų pavidalu.

Terminio vaizdo taikymas

Infraraudonieji spinduliai gali būti naudojami objektų temperatūrai nuotoliniu būdu nustatyti (jei žinomas spinduliavimo gebėjimas). Tai vadinama termografija, o labai karštų objektų, esančių artimojoje infraraudonųjų spindulių arba matomoje spektro dalyje, atveju – pirometrija. Termografija (terminis vaizdavimas) daugiausia naudojama karinėse ir pramonės srityse, tačiau dėl gerokai sumažintų gamybos sąnaudų ši technologija pasiekia ir viešąją rinką automobilių infraraudonųjų spindulių kamerų pavidalu.

Termografinės kameros aptinka spinduliuotę elektromagnetinio spektro infraraudonųjų spindulių diapazone (maždaug 9 000–14 000 nanometrų arba 9–14 μm) ir sukuria tos spinduliuotės vaizdus. Kadangi infraraudonąją spinduliuotę skleidžia visi objektai, atsižvelgiant į jų temperatūrą, pagal juodojo kūno spinduliuotės dėsnį termografija leidžia „matyti“ aplinką su matomu apšvietimu arba be jo. Objekto skleidžiamos spinduliuotės kiekis didėja kylant temperatūrai, todėl termografija leidžia matyti temperatūros pokyčius.

Hiperspektrinis vaizdavimas

Hiperspektrinis vaizdas yra „paveikslėlis“, kuriame kiekviename pikselyje yra ištisinis spektras plačiame spektriniame diapazone. Hiperspektrinis vaizdavimas tampa vis svarbesnis taikomosios spektroskopijos srityje, ypač NIR, SWIR, MWIR ir LWIR spektriniuose regionuose. Tipinės taikymo sritys apima biologinius, mineraloginius, gynybos ir pramoninius matavimus.

Hiperspektrinis vaizdas

Terminis infraraudonųjų spindulių hiperspektrinis vaizdavimas gali būti panašiai atliekamas naudojant termografinę kamerą, o esminis skirtumas yra tas, kad kiekvienas pikselis turi visą LWIR spektrą. Todėl objekto cheminę identifikaciją galima atlikti nenaudojant išorinio šviesos šaltinio, pvz., Saulės ar Mėnulio. Tokios kameros paprastai naudojamos geologiniams matavimams, lauko stebėjimui ir bepiločių orlaivių (UAV) taikymams.

Šildymas

Infraraudonieji (IR) spinduliai iš tiesų gali būti naudojami kaip tikslinis šildymo šaltinis įvairiose srityse. Taip yra pirmiausia dėl IR spinduliuotės gebėjimo tiesiogiai perduoti šilumą objektams ar paviršiams, žymiai neįkaitinant aplinkinio oro. Infraraudonieji (IR) spinduliai iš tiesų gali būti naudojami kaip tikslinis šildymo šaltinis įvairiose srityse. Taip yra pirmiausia dėl IR spinduliuotės gebėjimo tiesiogiai perduoti šilumą objektams ar paviršiams, žymiai neįkaitinant aplinkinio oro.

Šilumos šaltinis

Infraraudonoji spinduliuotė plačiai naudojama įvairiuose pramoniniuose šildymo procesuose. Pavyzdžiui, gamyboje IR lempos arba plokštės dažnai naudojamos medžiagoms, tokioms kaip plastikas, metalai ar dangos, šildyti kietinimo, džiovinimo ar formavimo tikslais. IR spinduliuotę galima tiksliai valdyti ir nukreipti, todėl tam tikrose vietose galima efektyviai ir greitai šildyti.