I. Esquema de subdivisión comúnmente utilizado del infrarrojo

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

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

Infrarrojo de onda corta (SWIR):También conocida como la región del infrarrojo 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.

Infrarrojo de longitud de onda media (MWIR):La región MWIR abarca desde aproximadamente 3 μm hasta 8 μm. Este rango se utiliza frecuentemente en imágenes térmicas, sistemas de puntería militar y sistemas de detección de gases.

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

Infrarrojo lejano (FIR):Esta región abarca longitudes de onda desde aproximadamente 15 μm hasta 1 milímetro (mm). La radiación infrarroja lejana (FIR) se utiliza frecuentemente en astronomía, teledetección y ciertas aplicaciones médicas.

Diagrama de rango de longitud de onda

La radiación NIR y SWIR en conjunto a veces se denomina "infrarrojo reflejado", mientras que la radiación MWIR y LWIR a veces se denomina "infrarrojo térmico".

二、Aplicaciones del infrarrojo

Visión nocturna

La radiación infrarroja (IR) desempeña un papel crucial en los equipos de visión nocturna, permitiendo la detección y visualización de objetos en entornos con poca luz u oscuridad. 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 incidentes, incluidos los fotones IR, en electrones. Posteriormente, los electrones se aceleran y amplifican para crear una imagen visible. Los iluminadores infrarrojos, que emiten luz IR, suelen integrarse en estos dispositivos para mejorar la visibilidad en completa oscuridad o en condiciones de poca luz donde la radiación IR ambiental es insuficiente.

Ambiente con poca luz

Termografía

La radiación infrarroja permite determinar a distancia la temperatura de los objetos (si se conoce su emisividad). Este proceso se denomina termografía, o, en el caso de objetos muy calientes en el infrarrojo cercano o visible, pirometría. La termografía (imagen térmica) se utiliza principalmente en aplicaciones militares e industriales, pero la tecnología está llegando al mercado general en forma de cámaras infrarrojas para automóviles debido a la considerable reducción de los costes de producción.

Aplicaciones de imágenes térmicas

La radiación infrarroja permite determinar a distancia la temperatura de los objetos (si se conoce su emisividad). Este proceso se denomina termografía, o, en el caso de objetos muy calientes en el infrarrojo cercano o visible, pirometría. La termografía (imagen térmica) se utiliza principalmente en aplicaciones militares e industriales, pero la tecnología está llegando al mercado general en forma de cámaras infrarrojas para automóviles debido a la considerable reducción de los costes de producción.

Las cámaras termográficas detectan la radiación en el rango infrarrojo del espectro electromagnético (aproximadamente entre 9000 y 14 000 nanómetros o entre 9 y 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 tanto, la termografía permite observar variaciones de temperatura.

Imágenes hiperespectrales

Una imagen hiperespectral es una «fotografía» que contiene un espectro continuo a través de un amplio rango espectral en cada píxel. La imagen hiperespectral está adquiriendo cada vez más importancia en el campo de la espectroscopia aplicada, especialmente en las regiones espectrales NIR, SWIR, MWIR y LWIR. Entre sus aplicaciones típicas se incluyen mediciones biológicas, mineralógicas, de defensa e industriales.

La imagen hiperespectral

La obtención de imágenes hiperespectrales infrarrojas térmicas se puede realizar de forma 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 habitualmente para mediciones geológicas, vigilancia exterior y aplicaciones con vehículos aéreos no tripulados (UAV).

Calefacción

La radiación infrarroja (IR) puede utilizarse como fuente de calor en diversas aplicaciones. Esto se debe principalmente a su capacidad para transferir calor directamente a objetos o superficies sin calentar significativamente el aire circundante. La radiación infrarroja (IR) puede utilizarse como fuente de calor en diversas aplicaciones. Esto se debe principalmente a su capacidad para 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 rápido y eficiente en áreas específicas.