१. इन्फ्रारेडची सामान्यतः वापरली जाणारी उप-विभाजन योजना

इन्फ्रारेड (IR) प्रारणाची एक सामान्यपणे वापरली जाणारी उप-विभाजन योजना तरंगलांबीच्या श्रेणीवर आधारित आहे. IR स्पेक्ट्रम सामान्यतः खालील विभागांमध्ये विभागला जातो:

निकट-अवरक्त (NIR):या प्रदेशात तरंगलांबी सुमारे ७०० नॅनोमीटर (nm) ते १.४ मायक्रोमीटर (μm) पर्यंत असते. SiO2 ग्लास (सिलिका) माध्यमात कमी क्षीणन हानी होत असल्यामुळे, NIR किरणोत्सर्गाचा वापर अनेकदा रिमोट सेन्सिंग आणि फायबर ऑप्टिक दूरसंचारमध्ये केला जातो. इमेज इंटेन्सिफायर्स वर्णपटाच्या या भागासाठी संवेदनशील असतात; नाईट व्हिजन गॉगल्ससारख्या नाईट व्हिजन उपकरणांचा यात समावेश होतो. नियर-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी हे आणखी एक सामान्य उपयोजन आहे.

लघु-तरंगलांबी अवरक्त (SWIR):याला “शॉर्टवेव्ह इन्फ्रारेड” किंवा “SWIR” क्षेत्र म्हणूनही ओळखले जाते, आणि ते सुमारे १.४ μm ते ३ μm पर्यंत पसरलेले आहे. SWIR प्रारणाचा उपयोग सामान्यतः इमेजिंग, निगराणी आणि स्पेक्ट्रोस्कोपी अनुप्रयोगांमध्ये केला जातो.

मध्य-तरंगलांबी अवरक्त (MWIR):MWIR क्षेत्र अंदाजे ३ μm ते ८ μm पर्यंत पसरलेले आहे. ही श्रेणी अनेकदा थर्मल इमेजिंग, लष्करी लक्ष्यीकरण आणि वायू शोध प्रणालींमध्ये वापरली जाते.

दीर्घ-तरंगलांबी अवरक्त (LWIR):LWIR क्षेत्रामध्ये सुमारे ८ μm ते १५ μm पर्यंतच्या तरंगलांबींचा समावेश होतो. याचा उपयोग सामान्यतः थर्मल इमेजिंग, नाईट व्हिजन सिस्टीम आणि स्पर्शविरहित तापमान मोजमापामध्ये केला जातो.

दूर-अवरक्त (FIR):हा प्रदेश तरंगलांबीमध्ये अंदाजे १५ μm ते १ मिलीमीटर (मिमी) पर्यंत पसरलेला आहे. एफआयआर प्रारणाचा उपयोग अनेकदा खगोलशास्त्र, रिमोट सेन्सिंग आणि काही वैद्यकीय अनुप्रयोगांमध्ये केला जातो.

तरंगलांबी श्रेणी आकृती

NIR आणि SWIR यांना एकत्रितपणे कधीकधी “परावर्तित इन्फ्रारेड” म्हटले जाते, तर MWIR आणि LWIR यांना कधीकधी “थर्मल इन्फ्रारेड” म्हणून संबोधले जाते.

二, इन्फ्रारेडचे अनुप्रयोग

रात्रीची दृष्टी

इन्फ्रारेड (IR) किरणे नाईट व्हिजन उपकरणांमध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात, ज्यामुळे कमी-प्रकाश किंवा अंधाऱ्या वातावरणात वस्तू शोधणे आणि पाहणे शक्य होते. नाईट व्हिजन गॉगल्स किंवा मोनोक्युलर्ससारखी पारंपरिक इमेज इंटेन्सिफिकेशन नाईट व्हिजन उपकरणे, उपलब्ध सभोवतालच्या प्रकाशाला, ज्यात उपस्थित असलेल्या कोणत्याही IR किरणांचा समावेश असतो, प्रवर्धित करतात. ही उपकरणे येणाऱ्या फोटॉन्सना, ज्यात IR फोटॉन्सचाही समावेश असतो, इलेक्ट्रॉन्समध्ये रूपांतरित करण्यासाठी फोटोकॅथोडचा वापर करतात. त्यानंतर दृश्यमान प्रतिमा तयार करण्यासाठी इलेक्ट्रॉन्सना प्रवेगित करून प्रवर्धित केले जाते. इन्फ्रारेड इल्युमिनेटर्स, जे IR प्रकाश उत्सर्जित करतात, ते अनेकदा या उपकरणांमध्ये समाविष्ट केलेले असतात, जेणेकरून पूर्ण अंधारात किंवा कमी-प्रकाशाच्या परिस्थितीत, जिथे सभोवतालची IR किरणे अपुरी असतात, तिथे दृश्यमानता वाढवता येते.

कमी प्रकाशाचे वातावरण

थर्मोग्राफी

इन्फ्रारेड किरणांचा वापर वस्तूंचे तापमान दूरस्थपणे निश्चित करण्यासाठी केला जाऊ शकतो (जर उत्सर्जनक्षमता ज्ञात असेल तर). याला थर्मोग्राफी म्हणतात, किंवा एनआयआर (NIR) किंवा दृश्यमान किरणांमधील अत्यंत उष्ण वस्तूंच्या बाबतीत याला पायरोमेट्री म्हणतात. थर्मोग्राफी (थर्मल इमेजिंग) चा वापर प्रामुख्याने लष्करी आणि औद्योगिक अनुप्रयोगांमध्ये केला जातो, परंतु उत्पादन खर्च मोठ्या प्रमाणात कमी झाल्यामुळे हे तंत्रज्ञान आता गाड्यांवरील इन्फ्रारेड कॅमेऱ्यांच्या स्वरूपात सार्वजनिक बाजारपेठेत पोहोचत आहे.

थर्मल इमेजिंग अनुप्रयोग

इन्फ्रारेड किरणांचा वापर वस्तूंचे तापमान दूरस्थपणे निश्चित करण्यासाठी केला जाऊ शकतो (जर उत्सर्जनक्षमता ज्ञात असेल तर). याला थर्मोग्राफी म्हणतात, किंवा एनआयआर (NIR) किंवा दृश्यमान किरणांमधील अत्यंत उष्ण वस्तूंच्या बाबतीत याला पायरोमेट्री म्हणतात. थर्मोग्राफी (थर्मल इमेजिंग) चा वापर प्रामुख्याने लष्करी आणि औद्योगिक अनुप्रयोगांमध्ये केला जातो, परंतु उत्पादन खर्च मोठ्या प्रमाणात कमी झाल्यामुळे हे तंत्रज्ञान आता गाड्यांवरील इन्फ्रारेड कॅमेऱ्यांच्या स्वरूपात सार्वजनिक बाजारपेठेत पोहोचत आहे.

थर्मोग्राफिक कॅमेरे विद्युत चुंबकीय वर्णपटाच्या अवरक्त श्रेणीतील (सुमारे ९,०००–१४,००० नॅनोमीटर किंवा ९–१४ μm) किरणोत्सर्ग शोधतात आणि त्या किरणोत्सर्गाच्या प्रतिमा तयार करतात. कृष्णवस्तू किरणोत्सर्ग नियमानुसार, सर्व वस्तू त्यांच्या तापमानानुसार अवरक्त किरणोत्सर्ग उत्सर्जित करत असल्यामुळे, थर्मोग्राफीमुळे दृश्य प्रकाशात किंवा प्रकाशाशिवाय आपले सभोवतालचे वातावरण 'पाहणे' शक्य होते. वस्तूद्वारे उत्सर्जित होणाऱ्या किरणोत्सर्गाचे प्रमाण तापमानानुसार वाढते, त्यामुळे थर्मोग्राफीमुळे तापमानातील बदल पाहता येतात.

हायपरस्पेक्ट्रल इमेजिंग

हायपरस्पेक्ट्रल प्रतिमा म्हणजे एक 'चित्र' असून, त्यात प्रत्येक पिक्सेलवर विस्तृत वर्णपटीय श्रेणीतील अखंड वर्णपट असतो. उपयोजित वर्णपटविज्ञानाच्या क्षेत्रात, विशेषतः NIR, SWIR, MWIR आणि LWIR वर्णपटीय प्रदेशांमध्ये, हायपरस्पेक्ट्रल इमेजिंगला महत्त्व प्राप्त होत आहे. जैविक, खनिजशास्त्रीय, संरक्षण आणि औद्योगिक मापन हे याच्या ठराविक उपयोगांपैकी आहेत.

हायपरस्पेक्ट्रल प्रतिमा

थर्मोग्राफिक कॅमेऱ्याचा वापर करून थर्मल इन्फ्रारेड हायपरस्पेक्ट्रल इमेजिंग त्याचप्रमाणे केले जाऊ शकते, परंतु यात मूलभूत फरक असा आहे की प्रत्येक पिक्सेलमध्ये संपूर्ण LWIR स्पेक्ट्रम असतो. परिणामी, सूर्य किंवा चंद्र यांसारख्या बाह्य प्रकाश स्रोताच्या गरजेशिवाय वस्तूची रासायनिक ओळख केली जाऊ शकते. असे कॅमेरे सामान्यतः भूवैज्ञानिक मोजमाप, बाह्य निगराणी आणि UAV अनुप्रयोगांसाठी वापरले जातात.

गरम करणे

इन्फ्रारेड (IR) किरणांचा वापर विविध उपयोगांमध्ये हेतुपुरस्सर उष्णतेचा स्रोत म्हणून केला जाऊ शकतो. याचे मुख्य कारण म्हणजे, IR किरणांमध्ये सभोवतालची हवा लक्षणीयरीत्या गरम न करता, वस्तू किंवा पृष्ठभागांना थेट उष्णता हस्तांतरित करण्याची क्षमता असते.

उष्णतेचा स्रोत

इन्फ्रारेड किरणोत्सर्गाचा वापर विविध औद्योगिक उष्णता प्रक्रियांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. उदाहरणार्थ, उत्पादन क्षेत्रात, प्लॅस्टिक, धातू किंवा कोटिंग्ज यांसारख्या पदार्थांना क्युरिंग, वाळवणे किंवा आकार देण्याच्या उद्देशाने गरम करण्यासाठी अनेकदा IR दिवे किंवा पॅनेल्स वापरले जातात. IR किरणोत्सर्गावर अचूकपणे नियंत्रण ठेवता येते आणि त्याला निर्देशित करता येते, ज्यामुळे विशिष्ट भागांमध्ये कार्यक्षम आणि जलद उष्णता निर्माण करणे शक्य होते.