Зазвичай використовується схема поділу інфрачервоного випромінювання

Одна з поширених схем поділу інфрачервоного (ІЧ) випромінювання базується на діапазоні довжин хвиль. ІЧ-спектр зазвичай поділяється на такі області:

Ближній інфрачервоний (NIR) діапазон:Ця область коливається приблизно від 700 нанометрів (нм) до 1,4 мікрометра (мкм) за довжиною хвилі. БІЧ-випромінювання часто використовується в дистанційному зондуванні, волоконно-оптичному телекомунікації через низькі втрати затухання в середовищі скла SiO2 (кремнезему). Підсилювачі зображення чутливі до цієї області спектру; приклади включають прилади нічного бачення, такі як окуляри нічного бачення. Ближня інфрачервона спектроскопія є ще одним поширеним застосуванням.

Короткохвильовий інфрачервоний (SWIR) діапазон:Також відома як область «короткохвильового інфрачервоного випромінювання» або «SWIR», вона простягається приблизно від 1,4 мкм до 3 мкм. SWIR-випромінювання зазвичай використовується в візуалізації, спостереженні та спектроскопії.

Середньохвильовий інфрачервоний (MWIR):Діапазон MWIR охоплює приблизно від 3 мкм до 8 мкм. Цей діапазон часто використовується в тепловізійних системах, військовому цілеуказанні та системах виявлення газів.

Довгохвильовий інфрачервоний (LWIR) діапазон:Діапазон LWIR охоплює довжини хвиль від приблизно 8 мкм до 15 мкм. Він зазвичай використовується в тепловізійних системах, системах нічного бачення та безконтактних вимірюваннях температури.

Далекий інфрачервоний (FIR) діапазон:Ця область простягається приблизно від 15 мкм до 1 міліметра (мм) за довжиною хвилі. Кілково-інфрачервоне випромінювання часто використовується в астрономії, дистанційному зондуванні та деяких медичних застосуваннях.

Діаграма діапазону довжин хвиль

БІЧ та коротке інфрачервоне випромінювання (SWIR) разом іноді називають «відбитим інфрачервоним випромінюванням», тоді як MWIR та LWIR іноді називають «тепловим інфрачервоним випромінюванням».

二、Застосування інфрачервоного випромінювання

Нічне бачення

Інфрачервоне (ІЧ) випромінювання відіграє вирішальну роль у приладах нічного бачення, дозволяючи виявляти та візуалізувати об'єкти в умовах низької освітленості або темряви. Традиційні прилади нічного бачення з посиленням зображення, такі як окуляри нічного бачення або монокуляри, підсилюють наявне навколишнє світло, включаючи будь-яке присутнє ІЧ-випромінювання. Ці пристрої використовують фотокатод для перетворення вхідних фотонів, включаючи ІЧ-фотони, на електрони. Потім електрони прискорюються та підсилюються для створення видимого зображення. Інфрачервоні освітлювачі, що випромінюють ІЧ-світло, часто інтегровані в ці пристрої для покращення видимості в повній темряві або в умовах низької освітленості, коли навколишнього ІЧ-випромінювання недостатньо.

Слабке освітлення

Термографія

Інфрачервоне випромінювання можна використовувати для дистанційного визначення температури об'єктів (якщо відомий коефіцієнт випромінювання). Це називається термографією, або, у випадку дуже гарячих об'єктів у ближньому інфрачервоному або видимому діапазоні, це називається пірометрією. Термографія (тепловізійне зображення) в основному використовується у військових та промислових цілях, але ця технологія виходить на публічний ринок у вигляді інфрачервоних камер на автомобілях завдяки значному зниженню виробничих витрат.

Застосування тепловізійних технологій

Інфрачервоне випромінювання можна використовувати для дистанційного визначення температури об'єктів (якщо відомий коефіцієнт випромінювання). Це називається термографією, або, у випадку дуже гарячих об'єктів у ближньому інфрачервоному або видимому діапазоні, це називається пірометрією. Термографія (тепловізійне зображення) в основному використовується у військових та промислових цілях, але ця технологія виходить на публічний ринок у вигляді інфрачервоних камер на автомобілях завдяки значному зниженню виробничих витрат.

Термографічні камери виявляють випромінювання в інфрачервоному діапазоні електромагнітного спектру (приблизно 9000–14 000 нанометрів або 9–14 мкм) та створюють зображення цього випромінювання. Оскільки інфрачервоне випромінювання випромінюється всіма об'єктами залежно від їхньої температури, згідно із законом випромінювання чорного тіла, термографія дозволяє «бачити» навколишнє середовище з видимим освітленням або без нього. Кількість випромінювання, що випромінюється об'єктом, збільшується з температурою, тому термографія дозволяє бачити коливання температури.

Гіперспектральна візуалізація

Гіперспектральне зображення – це «картинка», що містить безперервний спектр у широкому спектральному діапазоні на кожному пікселі. Гіперспектральна візуалізація набуває все більшого значення в галузі прикладної спектроскопії, особливо в спектральних областях ближнього інфрачервоного (NIR), короткохвильового (SWIR), середнього інфрачервоного (MWIR) та довгохвильового (LWIR). Типові застосування включають біологічні, мінералогічні, оборонні та промислові вимірювання.

Гіперспектральне зображення

Теплову інфрачервону гіперспектральну зйомку можна аналогічно виконати за допомогою термографічної камери, з тією фундаментальною різницею, що кожен піксель містить повний LWIR-спектр. Отже, хімічну ідентифікацію об'єкта можна виконати без потреби в зовнішньому джерелі світла, такому як Сонце чи Місяць. Такі камери зазвичай застосовуються для геологічних вимірювань, зовнішнього спостереження та безпілотних літальних апаратів.

Опалення

Інфрачервоне (ІЧ) випромінювання справді може використовуватися як цілеспрямоване джерело нагрівання в різних застосуваннях. Це, головним чином, пов'язано зі здатністю ІЧ-випромінювання безпосередньо передавати тепло об'єктам або поверхням без суттєвого нагрівання навколишнього повітря. Інфрачервоне (ІЧ) випромінювання справді може використовуватися як цілеспрямоване джерело нагрівання в різних застосуваннях. Це, головним чином, пов'язано зі здатністю ІЧ-випромінювання безпосередньо передавати тепло об'єктам або поверхням без суттєвого нагрівання навколишнього повітря.

Джерело тепла

Інфрачервоне випромінювання широко використовується в різних промислових процесах нагрівання. Наприклад, у виробництві інфрачервоні лампи або панелі часто використовуються для нагрівання матеріалів, таких як пластмаси, метали або покриття, з метою затвердіння, сушіння або формування. ІЧ-випромінювання можна точно контролювати та спрямовувати, що дозволяє ефективно та швидко нагрівати певні ділянки.