البصريات بالأشعة تحت الحمراء

البصريات بالأشعة تحت الحمراء هي فرع من البصريات التي تتعامل مع دراسة ومعالجة ضوء الأشعة تحت الحمراء (IR) ، وهو الإشعاع الكهرومغناطيسي مع أطوال موجية أطول من الضوء المرئي. يمتد الطيف بالأشعة تحت الحمراء الأطوال الموجية من حوالي 700 نانومتر إلى 1 ملليمتر ، ويتم تقسيمه إلى عدة مناطق فرعية: الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) ، الأشعة تحت الحمراء القصيرة (SWIR) ، الأشعة تحت الحمراء المتوسطة (MWIR) ، الأشعة تحت الحمراء الطويلة (LWIRARD ) ، وبعاب الأشعة تحت الحمراء (FIR).

تحتوي البصريات بالأشعة تحت الحمراء على العديد من التطبيقات عبر مختلف المجالات ، بما في ذلك:

1. التصوير الحراري: يتم استخدام البصريات بالأشعة تحت الحمراء على نطاق واسع في كاميرات وأجهزة التصوير الحراري ، مما يسمح لنا برؤية وقياس انبعاثات الحرارة من الكائنات والبيئات. هذا له تطبيقات في الرؤية الليلية ، والأمن ، والتفتيش الصناعي ، والتصوير الطبي.
2. التحليل الطيفي: التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء هو تقنية تستخدم الضوء بالأشعة تحت الحمراء لتحليل التكوين الجزيئي للمواد. جزيئات مختلفة تمتص وتنبعث من الأطوال الموجية بالأشعة تحت الحمراء المحددة ، والتي يمكن استخدامها لتحديد وقياس المركبات في العينات. هذا له تطبيقات في الكيمياء والبيولوجيا وعلوم المواد.
3. الاستشعار عن بعد: يتم استخدام أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء في تطبيقات الاستشعار عن بُعد لجمع معلومات حول سطح الأرض والجو. هذا مفيد بشكل خاص في المراقبة البيئية والتنبؤ بالطقس والدراسات الجيولوجية.
4. تواصل: يتم استخدام الاتصال بالأشعة تحت الحمراء في تقنيات مثل عناصر التحكم عن بُعد الأشعة تحت الحمراء ، ونقل البيانات بين الأجهزة (EG ، IRDA) ، وحتى للاتصال اللاسلكي قصير المدى.
5. تكنولوجيا الليزر: ليزر الأشعة تحت الحمراء لديها تطبيقات في مجالات مثل الطب (الجراحة ، والتشخيص) ، ومعالجة المواد ، والاتصالات ، والبحث العلمي.
6. الدفاع والأمن: تلعب البصريات بالأشعة تحت الحمراء دورًا مهمًا في التطبيقات العسكرية مثل الكشف المستهدف وتوجيه الصواريخ والاستطلاع ، وكذلك في أنظمة الأمن المدني.
7. علم الفلك: تُستخدم التلسكوبات والكاشفات بالأشعة تحت الحمراء لمراقبة الأشياء السماوية التي تنبعث منها في المقام الأول في طيف الأشعة تحت الحمراء ، مما يسمح لعلماء الفلك بدراسة الظواهر غير المرئية في الضوء المرئي.

تتضمن البصريات بالأشعة تحت الحمراء تصميم وتصنيع واستخدام المكونات والأنظمة البصرية التي يمكن أن تعالج ضوء الأشعة تحت الحمراء. وتشمل هذه المكونات العدسات والمرايا والمرشحات والمنشورات وعمليات الحزم والكاشفات ، وكلها محسّنة للأطوال الموجية بالأشعة تحت الحمراء المحددة ذات الاهتمام. غالبًا ما تختلف المواد المناسبة للبصريات بالأشعة تحت الحمراء عن تلك المستخدمة في البصريات المرئية ، لأن جميع المواد ليست شفافة للضوء بالأشعة تحت الحمراء. تشمل المواد الشائعة الجرمانيوم والسيليكون والزنك السيلينيد ، وعديد من النظارات التي تنقل الأشعة تحت الحمراء.

باختصار ، يعد البصريات بالأشعة تحت الحمراء مجالًا متعدد التخصصات مع مجموعة واسعة من التطبيقات العملية ، من تحسين قدرتنا على الرؤية في الظلام إلى تحليل الهياكل الجزيئية المعقدة والتقدم في البحث العلمي.