Esquema de subdivisió d'infrarojos més utilitzat

Un esquema de subdivisió de la radiació infraroja (IR) que s'utilitza habitualment es basa en el rang de longitud d'ona. L'espectre IR es divideix generalment en les regions següents:

Infraroig proper (NIR):Aquesta regió oscil·la entre aproximadament 700 nanòmetres (nm) i 1,4 micròmetres (μm) de longitud d'ona. La radiació NIR s'utilitza sovint en teledetecció i telecomunicacions per fibra òptica a causa de les baixes pèrdues d'atenuació en el medi de vidre SiO2 (sílice). Els intensificadors d'imatge són sensibles a aquesta zona de l'espectre; per exemple, dispositius de visió nocturna com ara ulleres de visió nocturna. L'espectroscòpia d'infraroig proper és una altra aplicació comuna.

Infraroig de longitud d'ona curta (SWIR):També coneguda com a regió "infraroig d'ona curta" o "SWIR", s'estén des d'aproximadament 1,4 μm fins a 3 μm. La radiació SWIR s'utilitza habitualment en aplicacions d'imatge, vigilància i espectroscòpia.

Infraroig de longitud d'ona mitjana (MWIR):La regió MWIR abasta aproximadament des de 3 μm fins a 8 μm. Aquest rang s'utilitza sovint en imatges tèrmiques, focalització militar i sistemes de detecció de gasos.

Infraroig de longitud d'ona llarga (LWIR):La regió LWIR cobreix longituds d'ona d'entre 8 μm i 15 μm. S'utilitza habitualment en imatges tèrmiques, sistemes de visió nocturna i mesures de temperatura sense contacte.

Infraroig llunyà (FIR):Aquesta regió s'estén des d'aproximadament 15 μm fins a 1 mil·límetre (mm) de longitud d'ona. La radiació FIR s'utilitza sovint en astronomia, teledetecció i certes aplicacions mèdiques.

Diagrama de rang de longitud d'ona

El NIR i el SWIR junts de vegades s'anomenen "infraroig reflectit", mentre que el MWIR i el LWIR de vegades s'anomenen "infraroig tèrmic".

二、Aplicacions d'infrarojos

Visió nocturna

L'infraroig (IR) juga un paper crucial en els equips de visió nocturna, permetent la detecció i visualització d'objectes en entorns amb poca llum o foscos. Els dispositius tradicionals de visió nocturna d'intensificació d'imatges, com ara les ulleres de visió nocturna o els monoculars, amplifiquen la llum ambiental disponible, inclosa qualsevol radiació IR present. Aquests dispositius utilitzen un fotocàtode per convertir els fotons entrants, inclosos els fotons IR, en electrons. Els electrons s'acceleren i s'amplifiquen per crear una imatge visible. Els il·luminadors infrarojos, que emeten llum IR, sovint s'integren en aquests dispositius per millorar la visibilitat en condicions de foscor completa o poca llum on la radiació IR ambiental és insuficient.

Entorn amb poca llum

Termografia

La radiació infraroja es pot utilitzar per determinar remotament la temperatura dels objectes (si es coneix l'emissivitat). Això s'anomena termografia, o en el cas d'objectes molt calents en el NIR o visible, s'anomena pirometria. La termografia (imatge tèrmica) s'utilitza principalment en aplicacions militars i industrials, però la tecnologia està arribant al mercat públic en forma de càmeres d'infrarojos en cotxes a causa de la gran reducció dels costos de producció.

Aplicacions d'imatge tèrmica

La radiació infraroja es pot utilitzar per determinar remotament la temperatura dels objectes (si es coneix l'emissivitat). Això s'anomena termografia, o en el cas d'objectes molt calents en el NIR o visible, s'anomena pirometria. La termografia (imatge tèrmica) s'utilitza principalment en aplicacions militars i industrials, però la tecnologia està arribant al mercat públic en forma de càmeres d'infrarojos en cotxes a causa de la gran reducció dels costos de producció.

Les càmeres termogràfiques detecten la radiació en el rang infraroig de l'espectre electromagnètic (aproximadament 9.000–14.000 nanòmetres o 9–14 μm) i produeixen imatges d'aquesta radiació. Com que la radiació infraroja és emesa per tots els objectes en funció de les seves temperatures, segons la llei de la radiació del cos negre, la termografia permet "veure" el propi entorn amb o sense il·luminació visible. La quantitat de radiació emesa per un objecte augmenta amb la temperatura, per tant, la termografia permet veure variacions de temperatura.

Imatges hiperespectrals

Una imatge hiperespectral és una "imatge" que conté un espectre continu a través d'un ampli rang espectral a cada píxel. La imatge hiperespectral està guanyant importància en el camp de l'espectroscòpia aplicada, particularment amb les regions espectrals NIR, SWIR, MWIR i LWIR. Les aplicacions típiques inclouen mesures biològiques, mineralògiques, de defensa i industrials.

La imatge hiperespectral

La imatge hiperespectral d'infrarojos tèrmics es pot realitzar de manera similar mitjançant una càmera termogràfica, amb la diferència fonamental que cada píxel conté un espectre LWIR complet. En conseqüència, la identificació química de l'objecte es pot realitzar sense necessitat d'una font de llum externa com el Sol o la Lluna. Aquestes càmeres s'apliquen normalment per a mesures geològiques, vigilància a l'aire lliure i aplicacions de drones.

Calefacció

La radiació infraroja (IR) es pot utilitzar com a font de calefacció deliberada en diverses aplicacions. Això es deu principalment a la capacitat de la radiació IR de transferir directament calor a objectes o superfícies sense escalfar significativament l'aire circumdant. La radiació infraroja (IR) es pot utilitzar com a font de calefacció deliberada en diverses aplicacions. Això es deu principalment a la capacitat de la radiació IR de transferir directament calor a objectes o superfícies sense escalfar significativament l'aire circumdant.

La font de calefacció

La radiació infraroja s'utilitza àmpliament en diversos processos de calefacció industrial. Per exemple, en la fabricació, sovint s'utilitzen làmpades o panells d'infrarojos per escalfar materials, com ara plàstics, metalls o recobriments, per a la seva curació, assecat o conformació. La radiació infraroja es pot controlar i dirigir amb precisió, cosa que permet un escalfament eficient i ràpid en zones específiques.