Bieži izmantota infrasarkanā starojuma apakšnodalījuma shēma

Viena no bieži izmantotajām infrasarkanā (IS) starojuma apakšsadalījuma shēmām ir balstīta uz viļņu garuma diapazonu. IR spektrs parasti tiek sadalīts šādos reģionos:

Tuvais infrasarkanais (NIR):Šī viļņa garuma diapazons ir no aptuveni 700 nanometriem (nm) līdz 1,4 mikrometriem (μm). NIR starojumu bieži izmanto tālizpētē un optiskās šķiedras telekomunikācijās, jo SiO2 stikla (silīcija dioksīda) vidē ir zemi vājināšanās zudumi. Attēlu pastiprinātāji ir jutīgi pret šo spektra zonu; piemēri ir nakts redzamības ierīces, piemēram, nakts redzamības brilles. Tuvā infrasarkanā spektroskopija ir vēl viens izplatīts pielietojums.

Īsviļņu infrasarkanais (SWIR):Pazīstams arī kā “īsviļņu infrasarkanais” jeb “SWIR” apgabals, tas sniedzas no aptuveni 1,4 μm līdz 3 μm. SWIR starojumu parasti izmanto attēlveidošanas, novērošanas un spektroskopijas lietojumos.

Vidēja viļņa garuma infrasarkanais (MWIR):MWIR reģions aptver aptuveni no 3 μm līdz 8 μm. Šo diapazonu bieži izmanto termiskajā attēlveidošanā, militārajā mērķēšanā un gāzes noteikšanas sistēmās.

Garviļņu infrasarkanais (LWIR):LWIR reģions aptver viļņu garumus no aptuveni 8 μm līdz 15 μm. To parasti izmanto termiskajā attēlveidošanā, nakts redzamības sistēmās un bezkontakta temperatūras mērījumos.

Tālais infrasarkanais (FIR):Šī apgabala viļņa garums ir no aptuveni 15 μm līdz 1 milimetram (mm). FIR starojumu bieži izmanto astronomijā, tālizpētē un noteiktos medicīnas lietojumos.

Viļņu garuma diapazona diagramma

NIR un SWIR kopā dažreiz tiek saukti par “atstaroto infrasarkano starojumu”, savukārt MWIR un LWIR dažreiz tiek saukti par “termisko infrasarkano starojumu”.

二、Infrasarkanā starojuma lietojumprogrammas

Nakts redzamība

Infrasarkanajam (IS) starojumam ir izšķiroša nozīme nakts redzamības iekārtās, jo tas ļauj noteikt un vizualizēt objektus vājā apgaismojumā vai tumšā vidē. Tradicionālās attēla pastiprināšanas nakts redzamības ierīces, piemēram, nakts redzamības brilles vai monoklis, pastiprina pieejamo apkārtējo gaismu, tostarp jebkuru esošo IR starojumu. Šīs ierīces izmanto fotokatodu, lai pārveidotu ienākošos fotonus, tostarp IR fotonus, elektronos. Pēc tam elektroni tiek paātrināti un pastiprināti, lai radītu redzamu attēlu. Šajās ierīcēs bieži tiek integrēti infrasarkanie apgaismotāji, kas izstaro IR gaismu, lai uzlabotu redzamību pilnīgā tumsā vai vājā apgaismojumā, kad apkārtējais IR starojums ir nepietiekams.

Vāja apgaismojuma vide

Termogrāfija

Infrasarkano starojumu var izmantot, lai attālināti noteiktu objektu temperatūru (ja ir zināma emisijas spēja). To sauc par termogrāfiju, vai ļoti karstu objektu gadījumā tuvajā infrasarkanajā (NIR) vai redzamajā spektrā to sauc par pirometriju. Termogrāfija (termiskā attēlveidošana) galvenokārt tiek izmantota militāros un rūpnieciskos nolūkos, taču šī tehnoloģija nonāk arī publiskajā tirgū infrasarkano kameru veidā automašīnās, pateicoties ievērojami samazinātajām ražošanas izmaksām.

Termiskās attēlveidošanas lietojumprogrammas

Infrasarkano starojumu var izmantot, lai attālināti noteiktu objektu temperatūru (ja ir zināma emisijas spēja). To sauc par termogrāfiju, vai ļoti karstu objektu gadījumā tuvajā infrasarkanajā (NIR) vai redzamajā spektrā to sauc par pirometriju. Termogrāfija (termiskā attēlveidošana) galvenokārt tiek izmantota militāros un rūpnieciskos nolūkos, taču šī tehnoloģija nonāk arī publiskajā tirgū infrasarkano kameru veidā automašīnās, pateicoties ievērojami samazinātajām ražošanas izmaksām.

Termogrāfiskās kameras uztver starojumu elektromagnētiskā spektra infrasarkanajā diapazonā (aptuveni 9000–14 000 nanometri jeb 9–14 μm) un ģenerē šī starojuma attēlus. Tā kā infrasarkano starojumu izstaro visi objekti atkarībā no to temperatūras, saskaņā ar melnā ķermeņa starojuma likumu termogrāfija ļauj “redzēt” apkārtējo vidi ar vai bez redzama apgaismojuma. Objekta izstarotā starojuma daudzums palielinās līdz ar temperatūru, tāpēc termogrāfija ļauj redzēt temperatūras svārstības.

Hiperspektrālā attēlveidošana

Hiperspektrāls attēls ir “attēls”, kas satur nepārtrauktu spektru plašā spektra diapazonā katrā pikselī. Hiperspektrālā attēlveidošana iegūst arvien lielāku nozīmi lietišķās spektroskopijas jomā, īpaši ar NIR, SWIR, MWIR un LWIR spektra apgabaliem. Tipiski pielietojumi ietver bioloģiskos, mineraloģiskos, aizsardzības un rūpnieciskos mērījumus.

Hiperspektrālais attēls

Termisko infrasarkano staru hiperspektrālo attēlveidošanu var līdzīgi veikt, izmantojot termogrāfisko kameru, ar būtisku atšķirību, ka katrs pikselis satur pilnu LWIR spektru. Līdz ar to objekta ķīmisko identifikāciju var veikt bez ārēja gaismas avota, piemēram, Saules vai Mēness, nepieciešamības. Šādas kameras parasti izmanto ģeoloģiskajiem mērījumiem, āra novērošanai un bezpilota lidaparātu (UAV) lietojumprogrammām.

Apkure

Infrasarkano (IS) starojumu patiešām var izmantot kā apzinātu siltuma avotu dažādos pielietojumos. Tas galvenokārt ir saistīts ar IR starojuma spēju tieši pārnest siltumu uz objektiem vai virsmām, būtiski nesildot apkārtējo gaisu. Infrasarkano (IS) starojumu patiešām var izmantot kā apzinātu siltuma avotu dažādos pielietojumos. Tas galvenokārt ir saistīts ar IR starojuma spēju tieši pārnest siltumu uz objektiem vai virsmām, būtiski nesildot apkārtējo gaisu.

Apkures avots

Infrasarkano starojumu plaši izmanto dažādos rūpnieciskos sildīšanas procesos. Piemēram, ražošanā IR lampas vai paneļus bieži izmanto, lai sildītu materiālus, piemēram, plastmasu, metālus vai pārklājumus, sacietēšanas, žāvēšanas vai formēšanas nolūkos. IR starojumu var precīzi kontrolēt un virzīt, nodrošinot efektīvu un ātru sildīšanu noteiktās zonās.