一、 معمولاً از طرح زیر بخش مادون قرمز استفاده می شود

یکی از طرح های فرعی تقسیم شده از تابش مادون قرمز (IR) بر اساس دامنه طول موج است. طیف IR به طور کلی به مناطق زیر تقسیم می شود:

نزدیك مادون قرمز (NIR):این منطقه از حدود 700 نانومتر (NM) تا 1.4 میکرومتر (میکرومتر) در طول موج متغیر است. تابش NIR اغلب در سنجش از دور ، از راه دور فیبر نوری به دلیل تلفات کم میرایی در محیط شیشه SiO2 (سیلیس) استفاده می شود. تشدید کننده تصویر به این منطقه از طیف حساس است. مثالها شامل دستگاههای بینایی شبانه مانند عینک بینایی شبانه است. طیف سنجی مادون قرمز نزدیک یکی دیگر از برنامه های متداول است.

مادون قرمز با طول موج کوتاه (SWIR):همچنین به عنوان منطقه "مادون قرمز موج کوتاه" یا "SWIR" شناخته می شود ، از حدود 1.4 میکرومتر به 3 میکرومتر گسترش می یابد. تابش SWIR معمولاً در کاربردهای تصویربرداری ، نظارت و طیف سنجی مورد استفاده قرار می گیرد.

مادون قرمز مادون قرمز طول موج میانی (MWIR):منطقه MWIR از حدود 3 میکرومتر تا 8 میکرومتر فاصله دارد. این محدوده غالباً در سیستم های تصویربرداری حرارتی ، هدف قرار دادن نظامی و سیستم های تشخیص گاز استفاده می شود.

مادون قرمز طول موج بلند (LWIR):منطقه LWIR طول موج را از حدود 8 میکرومتر تا 15 میکرومتر پوشش می دهد. معمولاً در تصویربرداری حرارتی ، سیستم های دید شب و اندازه گیری دمای غیر تماس استفاده می شود.

مادون قرمز دور (FIR):این منطقه از حدود 15 میکرومتر به 1 میلی متر (میلی متر) در طول موج گسترش می یابد. تابش FIR اغلب در نجوم ، سنجش از دور و برخی از کاربردهای پزشکی استفاده می شود.

نمودار دامنه طول موج

NIR و SWIR با هم گاهی اوقات "مادون قرمز منعکس شده" خوانده می شوند ، در حالی که MWIR و LWIR گاهی اوقات به عنوان "مادون قرمز حرارتی" خوانده می شوند.

二、 برنامه های مادون قرمز

چشم انداز شبانه

مادون قرمز (IR) نقش مهمی در تجهیزات بینایی شبانه ایفا می کند و امکان تشخیص و تجسم اشیاء در محیط های کم نور یا تاریک را فراهم می کند. دستگاه های دید شبانه تشدید تصویر سنتی ، مانند عینک های بینایی شبانه یا تک رنگ ، نور محیط موجود را تقویت می کنند ، از جمله هرگونه تابش IR موجود. این دستگاه ها از یک فوتوکاتد برای تبدیل فوتونهای ورودی ، از جمله فوتون های IR ، به الکترون استفاده می کنند. سپس الکترون ها شتاب و تقویت می شوند تا یک تصویر قابل مشاهده ایجاد شود. Illuminators مادون قرمز ، که نور IR را منتشر می کنند ، اغلب در این دستگاه ها ادغام می شوند تا دید در تاریکی کامل یا شرایط کم نور که در آن اشعه IR محیط کافی نیست ، افزایش یابد.

محیط کم نور

دمانگاری

از تابش مادون قرمز می توان برای تعیین از راه دور دمای اشیاء استفاده کرد (در صورت مشخص شدن انتشار). این ترموگرافی نامیده می شود ، یا در مورد اشیاء بسیار داغ در NIR یا قابل مشاهده ، آن را پیرومتری می نامند. ترموگرافی (تصویربرداری حرارتی) عمدتاً در کاربردهای نظامی و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد اما این فناوری به دلیل کاهش هزینه های تولید به بازار عمومی در قالب دوربین های مادون قرمز روی اتومبیل ها می رسد.

برنامه های تصویربرداری حرارتی

از تابش مادون قرمز می توان برای تعیین از راه دور دمای اشیاء استفاده کرد (در صورت مشخص شدن انتشار). این ترموگرافی نامیده می شود ، یا در مورد اشیاء بسیار داغ در NIR یا قابل مشاهده ، آن را پیرومتری می نامند. ترموگرافی (تصویربرداری حرارتی) عمدتاً در کاربردهای نظامی و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد اما این فناوری به دلیل کاهش هزینه های تولید به بازار عمومی در قالب دوربین های مادون قرمز روی اتومبیل ها می رسد.

دوربین های ترموگرافی تابش را در محدوده مادون قرمز طیف الکترومغناطیسی (تقریباً 9000-14000 نانومتر یا 9-14 میکرومتر) تشخیص داده و تصاویر آن تابش را تولید می کنند. از آنجا که تابش مادون قرمز توسط همه اشیاء بر اساس دمای آنها منتشر می شود ، طبق قانون تابش بدن سیاه ، ترموگرافی باعث می شود که محیط را با یا بدون روشنایی قابل مشاهده "مشاهده" کند. میزان تابش ساطع شده توسط یک شی با دما افزایش می یابد ، بنابراین ترموگرافی به فرد اجازه می دهد تا تغییرات دما را مشاهده کند.

تصویربرداری ابرشخصی

یک تصویر Hyperspectral یک "تصویر" است که حاوی طیف مداوم از طریق دامنه طیفی گسترده در هر پیکسل است. تصویربرداری Hyperspectral در زمینه طیف سنجی کاربردی به ویژه با مناطق طیفی NIR ، SWIR ، MWIR و LWIR اهمیت دارد. کاربردهای معمولی شامل اندازه گیری های بیولوژیکی ، کانی شناسی ، دفاعی و صنعتی است.

تصویر ابرشخصی

تصویربرداری از فشار خون مادون قرمز حرارتی می تواند به طور مشابه با استفاده از یک دوربین ترموگرافی انجام شود ، با این تفاوت اساسی که هر پیکسل حاوی یک طیف کامل LWIR است. در نتیجه ، شناسایی شیمیایی جسم بدون نیاز به منبع نور خارجی مانند خورشید یا ماه می تواند انجام شود. چنین دوربین هایی به طور معمول برای اندازه گیری های زمین شناسی ، نظارت در فضای باز و کاربردهای پهپاد استفاده می شوند.

گرمایش

تابش مادون قرمز (IR) در واقع می تواند به عنوان منبع گرمایش عمدی در کاربردهای مختلف استفاده شود. این در درجه اول به دلیل توانایی اشعه IR در انتقال مستقیم گرما به اشیاء یا سطوح بدون گرم کردن قابل توجه هوای اطراف است. تابش مادون قرمز (IR) در واقع می تواند به عنوان منبع گرمایش عمدی در کاربردهای مختلف استفاده شود. این در درجه اول به دلیل توانایی اشعه IR در انتقال مستقیم گرما به اشیاء یا سطوح بدون گرم کردن قابل توجه هوای اطراف است.

منبع گرمایش

تابش مادون قرمز به طور گسترده در فرآیندهای مختلف گرمایش صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان مثال ، در ساخت ، لامپ های IR یا پانل ها اغلب برای گرمای مانند پلاستیک ، فلزات یا روکش ها برای اهداف درمانی ، خشک کردن یا تشکیل آنها استفاده می شود. تابش IR دقیقاً قابل کنترل و هدایت می شود و امکان گرمای کارآمد و سریع در مناطق خاص را فراهم می کند.