一、Schéma de subdivision de l'infrarouge couramment utilisé

Un schéma de subdivision du rayonnement infrarouge (IR) couramment utilisé est basé sur la plage de longueurs d’onde. Le spectre IR est généralement divisé dans les régions suivantes :

Proche infrarouge (NIR):Cette région s'étend d'environ 700 nanomètres (nm) à 1,4 micromètres (μm) en longueur d'onde. Le rayonnement NIR est souvent utilisé dans la télédétection et les télécommunications par fibre optique en raison des faibles pertes d'atténuation dans le milieu en verre SiO2 (silice). Les intensificateurs d'image sont sensibles à cette zone du spectre ; les exemples incluent les appareils de vision nocturne tels que les lunettes de vision nocturne. La spectroscopie proche infrarouge est une autre application courante.

Infrarouge à courte longueur d'onde (SWIR):Également connue sous le nom de région « infrarouge à ondes courtes » ou « SWIR », elle s'étend d'environ 1,4 μm à 3 μm. Le rayonnement SWIR est couramment utilisé dans les applications d’imagerie, de surveillance et de spectroscopie.

Infrarouge de longueur d'onde moyenne (MWIR):La région MWIR s'étend d'environ 3 μm à 8 μm. Cette gamme est fréquemment utilisée dans les systèmes d'imagerie thermique, de ciblage militaire et de détection de gaz.

Infrarouge à grande longueur d'onde (LWIR):La région LWIR couvre des longueurs d'onde d'environ 8 μm à 15 μm. Il est couramment utilisé dans l'imagerie thermique, les systèmes de vision nocturne et les mesures de température sans contact.

Infrarouge lointain (FIR):Cette région s'étend d'environ 15 µm à 1 millimètre (mm) de longueur d'onde. Le rayonnement FIR est souvent utilisé en astronomie, en télédétection et dans certaines applications médicales.

Diagramme de plage de longueurs d'onde

Le NIR et le SWIR sont parfois appelés « infrarouge réfléchi », tandis que le MWIR et le LWIR sont parfois appelés « infrarouge thermique ».

二、Applications de l’infrarouge

Vision nocturne

L'infrarouge (IR) joue un rôle crucial dans les équipements de vision nocturne, permettant la détection et la visualisation d'objets dans des environnements faiblement éclairés ou sombres. Les dispositifs de vision nocturne à intensification d'image traditionnels, tels que les lunettes de vision nocturne ou les monoculaires, amplifient la lumière ambiante disponible, y compris tout rayonnement infrarouge présent. Ces appareils utilisent une photocathode pour convertir les photons entrants, y compris les photons IR, en électrons. Les électrons sont ensuite accélérés et amplifiés pour créer une image visible. Des éclairages infrarouges, qui émettent de la lumière IR, sont souvent intégrés à ces appareils pour améliorer la visibilité dans l'obscurité totale ou dans des conditions de faible luminosité où le rayonnement IR ambiant est insuffisant.

Environnement à faible luminosité

Thermographie

Le rayonnement infrarouge peut être utilisé pour déterminer à distance la température des objets (si l'émissivité est connue). C'est ce qu'on appelle la thermographie, ou dans le cas d'objets très chauds dans le NIR ou visibles, cela s'appelle la pyrométrie. La thermographie (imagerie thermique) est principalement utilisée dans des applications militaires et industrielles, mais la technologie arrive sur le marché public sous la forme de caméras infrarouges sur les voitures en raison de coûts de production considérablement réduits.

Applications d'imagerie thermique

Le rayonnement infrarouge peut être utilisé pour déterminer à distance la température des objets (si l'émissivité est connue). C'est ce qu'on appelle la thermographie, ou dans le cas d'objets très chauds dans le NIR ou visibles, cela s'appelle la pyrométrie. La thermographie (imagerie thermique) est principalement utilisée dans des applications militaires et industrielles, mais la technologie arrive sur le marché public sous la forme de caméras infrarouges sur les voitures en raison de coûts de production considérablement réduits.

Les caméras thermographiques détectent les rayonnements dans la plage infrarouge du spectre électromagnétique (environ 9 000 à 14 000 nanomètres ou 9 à 14 μm) et produisent des images de ce rayonnement. Puisque le rayonnement infrarouge est émis par tous les objets en fonction de leur température, selon la loi du rayonnement du corps noir, la thermographie permet de « voir » son environnement avec ou sans éclairage visible. La quantité de rayonnement émise par un objet augmente avec la température, la thermographie permet donc de constater les variations de température.

Imagerie hyperspectrale

Une image hyperspectrale est une « image » contenant un spectre continu sur une large plage spectrale à chaque pixel. L'imagerie hyperspectrale gagne en importance dans le domaine de la spectroscopie appliquée, en particulier avec les régions spectrales NIR, SWIR, MWIR et LWIR. Les applications typiques incluent les mesures biologiques, minéralogiques, de défense et industrielles.

L'image hyperspectrale

L’imagerie hyperspectrale infrarouge thermique peut être réalisée de la même manière à l’aide d’une caméra thermographique, avec la différence fondamentale que chaque pixel contient un spectre LWIR complet. Par conséquent, l’identification chimique de l’objet peut être réalisée sans avoir besoin d’une source de lumière externe telle que le Soleil ou la Lune. De telles caméras sont généralement utilisées pour les mesures géologiques, la surveillance extérieure et les applications UAV.

Chauffage

Le rayonnement infrarouge (IR) peut en effet être utilisé délibérément comme source de chaleur dans diverses applications. Cela est principalement dû à la capacité du rayonnement infrarouge à transférer directement la chaleur aux objets ou aux surfaces sans chauffer de manière significative l'air ambiant. Le rayonnement infrarouge (IR) peut en effet être utilisé délibérément comme source de chaleur dans diverses applications. Cela est principalement dû à la capacité du rayonnement infrarouge à transférer directement la chaleur aux objets ou aux surfaces sans chauffer de manière significative l'air ambiant.

La source de chauffage

Le rayonnement infrarouge est largement utilisé dans divers processus de chauffage industriels. Par exemple, dans le secteur manufacturier, les lampes ou panneaux IR sont souvent utilisés pour chauffer des matériaux, tels que des plastiques, des métaux ou des revêtements, à des fins de durcissement, de séchage ou de formage. Le rayonnement IR peut être contrôlé et dirigé avec précision, permettant un chauffage efficace et rapide dans des zones spécifiques.