一、Esquema de subdivisión de infrarrojos de uso común

Un esquema de subdivisión de radiación infrarroja (IR) comúnmente utilizado se basa en el rango de longitud de onda. El espectro IR generalmente se divide en las siguientes regiones:

Infrarrojo cercano (NIR):Esta región varía desde aproximadamente 700 nanómetros (nm) a 1,4 micrómetros (μm) de longitud de onda. La radiación NIR se utiliza a menudo en teledetección y telecomunicaciones de fibra óptica debido a las bajas pérdidas de atenuación en el medio de vidrio SiO2 (sílice). Los intensificadores de imágenes son sensibles a esta zona del espectro; los ejemplos incluyen dispositivos de visión nocturna como gafas de visión nocturna. La espectroscopia de infrarrojo cercano es otra aplicación común.

Infrarrojo de longitud de onda corta (SWIR):También conocida como región de “infrarrojos de onda corta” o “SWIR”, se extiende desde aproximadamente 1,4 µm a 3 µm. La radiación SWIR se utiliza comúnmente en aplicaciones de imágenes, vigilancia y espectroscopia.

Infrarrojo de longitud de onda media (MWIR):La región MWIR se extiende desde aproximadamente 3 μm a 8 μm. Esta gama se emplea con frecuencia en sistemas de detección de gases, objetivos militares y imágenes térmicas.

Infrarrojo de longitud de onda larga (LWIR):La región LWIR cubre longitudes de onda de aproximadamente 8 μm a 15 μm. Se utiliza comúnmente en imágenes térmicas, sistemas de visión nocturna y mediciones de temperatura sin contacto.

Infrarrojo lejano (FIR):Esta región se extiende desde aproximadamente 15 µm hasta 1 milímetro (mm) de longitud de onda. La radiación FIR se utiliza a menudo en astronomía, teledetección y determinadas aplicaciones médicas.

Diagrama de rango de longitud de onda

NIR y SWIR juntos a veces se denominan "infrarrojos reflejados", mientras que MWIR y LWIR a veces se denominan "infrarrojos térmicos".

二、Aplicaciones del infrarrojo

Visión nocturna

Los infrarrojos (IR) desempeñan un papel crucial en los equipos de visión nocturna, ya que permiten la detección y visualización de objetos en entornos oscuros o con poca luz. Los dispositivos de visión nocturna de intensificación de imagen tradicionales, como gafas de visión nocturna o monoculares, amplifican la luz ambiental disponible, incluida la radiación IR presente. Estos dispositivos utilizan un fotocátodo para convertir los fotones entrantes, incluidos los fotones IR, en electrones. Luego, los electrones se aceleran y amplifican para crear una imagen visible. Los iluminadores infrarrojos, que emiten luz IR, a menudo están integrados en estos dispositivos para mejorar la visibilidad en completa oscuridad o condiciones de poca luz donde la radiación IR ambiental es insuficiente.

Ambiente con poca luz

Termografía

La radiación infrarroja se puede utilizar para determinar de forma remota la temperatura de los objetos (si se conoce la emisividad). Esto se denomina termografía o, en el caso de objetos muy calientes en el NIR o visibles, se denomina pirometría. La termografía (imagen térmica) se utiliza principalmente en aplicaciones militares e industriales, pero la tecnología está llegando al mercado público en forma de cámaras infrarrojas en automóviles debido a la gran reducción de los costos de producción.

Aplicaciones de imágenes térmicas

La radiación infrarroja se puede utilizar para determinar de forma remota la temperatura de los objetos (si se conoce la emisividad). Esto se denomina termografía o, en el caso de objetos muy calientes en el NIR o visibles, se denomina pirometría. La termografía (imagen térmica) se utiliza principalmente en aplicaciones militares e industriales, pero la tecnología está llegando al mercado público en forma de cámaras infrarrojas en automóviles debido a la gran reducción de los costos de producción.

Las cámaras termográficas detectan radiación en el rango infrarrojo del espectro electromagnético (aproximadamente 9.000 a 14.000 nanómetros o 9 a 14 μm) y producen imágenes de esa radiación. Dado que todos los objetos emiten radiación infrarroja en función de su temperatura, según la ley de radiación del cuerpo negro, la termografía permite "ver" el entorno con o sin iluminación visible. La cantidad de radiación emitida por un objeto aumenta con la temperatura, por lo que la termografía permite ver variaciones de temperatura.

Imágenes hiperespectrales

Una imagen hiperespectral es una "imagen" que contiene un espectro continuo a través de un amplio rango espectral en cada píxel. Las imágenes hiperespectrales están ganando importancia en el campo de la espectroscopia aplicada, particularmente con las regiones espectrales NIR, SWIR, MWIR y LWIR. Las aplicaciones típicas incluyen mediciones biológicas, mineralógicas, de defensa e industriales.

La imagen hiperespectral

Las imágenes hiperespectrales infrarrojas térmicas se pueden realizar de manera similar utilizando una cámara termográfica, con la diferencia fundamental de que cada píxel contiene un espectro LWIR completo. En consecuencia, la identificación química del objeto se puede realizar sin necesidad de una fuente de luz externa como el Sol o la Luna. Estas cámaras se utilizan normalmente para mediciones geológicas, vigilancia exterior y aplicaciones de vehículos aéreos no tripulados.

Calefacción

De hecho, la radiación infrarroja (IR) se puede utilizar como fuente de calor deliberada en diversas aplicaciones. Esto se debe principalmente a la capacidad de la radiación IR de transferir calor directamente a objetos o superficies sin calentar significativamente el aire circundante. De hecho, la radiación infrarroja (IR) se puede utilizar como fuente de calor deliberada en diversas aplicaciones. Esto se debe principalmente a la capacidad de la radiación IR de transferir calor directamente a objetos o superficies sin calentar significativamente el aire circundante.

La fuente de calor

La radiación infrarroja se utiliza ampliamente en diversos procesos de calefacción industrial. Por ejemplo, en la fabricación, las lámparas o paneles de infrarrojos se emplean a menudo para calentar materiales, como plásticos, metales o revestimientos, con fines de curado, secado o conformación. La radiación IR se puede controlar y dirigir con precisión, lo que permite un calentamiento rápido y eficiente en áreas específicas.