I. Kızılötesi görüntülemede yaygın olarak kullanılan alt bölümleme şemaları

Kızılötesi (IR) radyasyonun yaygın olarak kullanılan bir alt bölümleme şeması, dalga boyu aralığına dayanmaktadır. IR spektrumu genellikle aşağıdaki bölgelere ayrılır:

Yakın kızılötesi (NIR):Bu bölge, dalga boyu bakımından yaklaşık 700 nanometre (nm) ile 1,4 mikrometre (μm) arasında değişmektedir. NIR radyasyonu, SiO2 cam (silika) ortamındaki düşük zayıflama kayıpları nedeniyle genellikle uzaktan algılama ve fiber optik telekomünikasyonda kullanılır. Görüntü yoğunlaştırıcılar, spektrumun bu alanına duyarlıdır; gece görüş gözlükleri gibi gece görüş cihazları buna örnek verilebilir. Yakın kızılötesi spektroskopisi de yaygın bir uygulamadır.

Kısa dalga boylu kızılötesi (SWIR):"Kısa dalga kızılötesi" veya "SWIR" bölgesi olarak da bilinen bu bölge, yaklaşık 1,4 μm ile 3 μm arasında uzanır. SWIR radyasyonu genellikle görüntüleme, gözetleme ve spektroskopi uygulamalarında kullanılır.

Orta dalga boylu kızılötesi (MWIR):Orta dalga kızılötesi (MWIR) bölgesi yaklaşık 3 μm ile 8 μm arasını kapsar. Bu aralık sıklıkla termal görüntüleme, askeri hedefleme ve gaz algılama sistemlerinde kullanılır.

Uzun dalga boylu kızılötesi (LWIR):LWIR bölgesi yaklaşık 8 μm ile 15 μm arasındaki dalga boylarını kapsar. Genellikle termal görüntüleme, gece görüş sistemleri ve temassız sıcaklık ölçümlerinde kullanılır.

Uzak kızılötesi (FIR):Bu bölge, dalga boyu olarak yaklaşık 15 μm ile 1 milimetre (mm) arasında uzanır. Uzak kızılötesi (FIR) radyasyon genellikle astronomi, uzaktan algılama ve bazı tıbbi uygulamalarda kullanılır.

Dalga boyu aralığı diyagramı

NIR ve SWIR birlikte bazen "yansıtılmış kızılötesi" olarak adlandırılırken, MWIR ve LWIR birlikte bazen "termal kızılötesi" olarak adlandırılır.

二、Kızılötesi uygulamaları

Gece görüşü

Kızılötesi (IR), gece görüş ekipmanlarında çok önemli bir rol oynar ve düşük ışıklı veya karanlık ortamlarda nesnelerin tespitini ve görüntülenmesini sağlar. Gece görüş gözlükleri veya monokülerler gibi geleneksel görüntü yoğunlaştırma gece görüş cihazları, mevcut ortam ışığını, mevcut IR radyasyonu da dahil olmak üzere yükseltir. Bu cihazlar, IR fotonları da dahil olmak üzere gelen fotonları elektronlara dönüştürmek için bir fotokatot kullanır. Elektronlar daha sonra hızlandırılır ve görünür bir görüntü oluşturmak için yükseltilir. Ortam IR radyasyonunun yetersiz olduğu tam karanlık veya düşük ışık koşullarında görünürlüğü artırmak için, IR ışığı yayan kızılötesi aydınlatıcılar genellikle bu cihazlara entegre edilir.

Düşük ışıklı ortam

Termografi

Kızılötesi radyasyon, nesnelerin sıcaklığını uzaktan belirlemek için kullanılabilir (eğer emisyon katsayısı biliniyorsa). Buna termografi denir veya yakın kızılötesi veya görünür ışıkta çok sıcak nesneler söz konusu olduğunda pirometri olarak adlandırılır. Termografi (termal görüntüleme) esas olarak askeri ve endüstriyel uygulamalarda kullanılır, ancak üretim maliyetlerinin büyük ölçüde düşmesi nedeniyle teknoloji, otomobillerde kızılötesi kameralar şeklinde kamu pazarına da ulaşmaktadır.

Termal görüntüleme uygulamaları

Kızılötesi radyasyon, nesnelerin sıcaklığını uzaktan belirlemek için kullanılabilir (eğer emisyon katsayısı biliniyorsa). Buna termografi denir veya yakın kızılötesi veya görünür ışıkta çok sıcak nesneler söz konusu olduğunda pirometri olarak adlandırılır. Termografi (termal görüntüleme) esas olarak askeri ve endüstriyel uygulamalarda kullanılır, ancak üretim maliyetlerinin büyük ölçüde düşmesi nedeniyle teknoloji, otomobillerde kızılötesi kameralar şeklinde kamu pazarına da ulaşmaktadır.

Termografik kameralar, elektromanyetik spektrumun kızılötesi aralığındaki (yaklaşık 9.000–14.000 nanometre veya 9–14 μm) radyasyonu algılar ve bu radyasyonun görüntülerini oluşturur. Kara cisim radyasyon yasasına göre, tüm nesneler sıcaklıklarına bağlı olarak kızılötesi radyasyon yaydığından, termografi, görünür ışık olsun veya olmasın, çevreyi "görmeyi" mümkün kılar. Bir nesnenin yaydığı radyasyon miktarı sıcaklıkla artar, bu nedenle termografi, sıcaklıktaki değişimleri görmeyi sağlar.

Hiperspektral görüntüleme

Hiper spektral görüntü, her pikselde geniş bir spektral aralık boyunca sürekli spektrum içeren bir "resim"dir. Hiper spektral görüntüleme, özellikle NIR, SWIR, MWIR ve LWIR spektral bölgelerinde uygulamalı spektroskopi alanında önem kazanmaktadır. Tipik uygulamalar arasında biyolojik, mineralojik, savunma ve endüstriyel ölçümler yer almaktadır.

Hiper spektral görüntü

Termal kızılötesi hiperspektral görüntüleme, termografik bir kamera kullanılarak da benzer şekilde gerçekleştirilebilir; temel fark, her pikselin tam bir LWIR spektrumu içermesidir. Sonuç olarak, nesnenin kimyasal tanımlanması, Güneş veya Ay gibi harici bir ışık kaynağına ihtiyaç duyulmadan gerçekleştirilebilir. Bu tür kameralar tipik olarak jeolojik ölçümler, açık hava gözetimi ve İHA uygulamaları için kullanılır.

Isıtma

Kızılötesi (IR) radyasyon, çeşitli uygulamalarda kasıtlı bir ısıtma kaynağı olarak kullanılabilir. Bunun temel nedeni, IR radyasyonunun çevredeki havayı önemli ölçüde ısıtmadan ısıyı doğrudan nesnelere veya yüzeylere aktarabilmesidir. Kızılötesi (IR) radyasyon, çeşitli uygulamalarda kasıtlı bir ısıtma kaynağı olarak kullanılabilir. Bunun temel nedeni, IR radyasyonunun çevredeki havayı önemli ölçüde ısıtmadan ısıyı doğrudan nesnelere veya yüzeylere aktarabilmesidir.

Isıtma kaynağı

Kızılötesi radyasyon, çeşitli endüstriyel ısıtma işlemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Örneğin, imalatta, plastik, metal veya kaplama gibi malzemeleri kürleme, kurutma veya şekillendirme amacıyla ısıtmak için genellikle kızılötesi lambalar veya paneller kullanılır. Kızılötesi radyasyon hassas bir şekilde kontrol edilebilir ve yönlendirilebilir, bu da belirli alanlarda verimli ve hızlı ısıtma sağlar.