Esquema de subdivisión de infrarrojos comúnmente utilizado

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

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

Infrarrojos de longitud de onda corta (SWIR):También conocida como región infrarroja de onda corta o SWIR, se extiende desde aproximadamente 1,4 μm hasta 3 μm. La radiación SWIR se utiliza comúnmente en aplicaciones de imagen, vigilancia y espectroscopia.

Infrarrojos de longitud de onda media (MWIR):La región MWIR abarca aproximadamente entre 3 μm y 8 μm. Este rango se emplea frecuentemente en imágenes térmicas, objetivos militares y sistemas de detección de gases.

Infrarrojos de longitud de onda larga (LWIR):La región LWIR abarca longitudes de onda de aproximadamente 8 μm a 15 μm. Se utiliza comúnmente en termografía, 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 ciertas aplicaciones médicas.

Diagrama de rango de longitud de onda

A los rayos NIR y SWIR juntos a veces se les llama “infrarrojo reflejado”, mientras que a los rayos MWIR y LWIR a veces se les llama “infrarrojo térmico”.

二、Aplicaciones del infrarrojo

Visión nocturna

La tecnología infrarroja (IR) desempeña un papel crucial en los equipos de visión nocturna, ya que permite la detección y visualización de objetos en entornos oscuros o con poca luz. Los dispositivos tradicionales de visión nocturna con intensificación de imagen, como las gafas o los monoculares, amplifican la luz ambiental disponible, incluyendo la radiación IR presente. Estos dispositivos utilizan un fotocátodo para convertir los fotones entrantes, incluidos los IR, en electrones. Estos electrones se aceleran y amplifican para crear una imagen visible. Estos dispositivos suelen integrar iluminadores infrarrojos, que emiten luz IR, para mejorar la visibilidad en condiciones de oscuridad total o poca luz, donde la radiación IR ambiental es insuficiente.

Entorno con poca luz

Termografía

La radiación infrarroja puede utilizarse para determinar remotamente la temperatura de los objetos (si se conoce su emisividad). Esto se denomina termografía, o en el caso de objetos muy calientes en el infrarrojo cercano (NIR) o en el visible, 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 gracias a la considerable reducción de los costes de producción.

Aplicaciones de imágenes termográficas

La radiación infrarroja puede utilizarse para determinar remotamente la temperatura de los objetos (si se conoce su emisividad). Esto se denomina termografía, o en el caso de objetos muy calientes en el infrarrojo cercano (NIR) o en el visible, 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 gracias a la considerable reducción de los costes de producción.

Las cámaras termográficas detectan la radiación en el rango infrarrojo del espectro electromagnético (aproximadamente de 9000 a 14 000 nanómetros o de 9 a 14 μm) y generan imágenes de dicha 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 observar las variaciones de temperatura.

Imágenes hiperespectrales

Una imagen hiperespectral es una imagen que contiene un espectro continuo a lo largo de un amplio rango espectral en cada píxel. La imagen hiperespectral está cobrando importancia en el campo de la espectroscopia aplicada, especialmente en las regiones espectrales NIR, SWIR, MWIR y LWIR. Sus aplicaciones típicas incluyen mediciones biológicas, mineralógicas, de defensa e industriales.

La imagen hiperespectral

La obtención de imágenes hiperespectrales infrarrojas térmicas se puede realizar de forma similar con una cámara termográfica, con la diferencia fundamental de que cada píxel contiene un espectro LWIR completo. Por consiguiente, la identificación química del objeto puede realizarse sin necesidad de una fuente de luz externa como el Sol o la Luna. Estas cámaras se utilizan habitualmente para mediciones geológicas, vigilancia en exteriores y aplicaciones de vehículos aéreos no tripulados (UAV).

Calefacción

La radiación infrarroja (IR) puede utilizarse como fuente de calor deliberada en diversas aplicaciones. Esto se debe principalmente a su capacidad 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 calentamiento industrial. Por ejemplo, en la fabricación, se suelen emplear lámparas o paneles infrarrojos para calentar materiales como plásticos, metales o recubrimientos, con fines de curado, secado o conformado. La radiación infrarroja se puede controlar y dirigir con precisión, lo que permite un calentamiento eficiente y rápido en áreas específicas.