一, ઇન્ફ્રારેડની સામાન્ય રીતે વપરાતી પેટા-વિભાગ યોજના

ઇન્ફ્રારેડ (IR) રેડિયેશનની એક સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી પેટા-વિભાગ યોજના તરંગલંબાઇ શ્રેણી પર આધારિત છે. IR સ્પેક્ટ્રમ સામાન્ય રીતે નીચેના પ્રદેશોમાં વિભાજિત થાય છે:

નજીક-ઇન્ફ્રારેડ (NIR):આ પ્રદેશ તરંગલંબાઇમાં આશરે 700 નેનોમીટર (nm) થી 1.4 માઇક્રોમીટર (μm) સુધીનો છે. SiO2 ગ્લાસ (સિલિકા) માધ્યમમાં ઓછા એટેન્યુએશન નુકસાનને કારણે NIR રેડિયેશનનો ઉપયોગ રિમોટ સેન્સિંગ, ફાઈબર ઓપ્ટિક ટેલિકોમ્યુનિકેશનમાં વારંવાર થાય છે. ઇમેજ ઇન્ટેન્સિફાયર સ્પેક્ટ્રમના આ વિસ્તાર માટે સંવેદનશીલ હોય છે; ઉદાહરણોમાં નાઇટ વિઝન ઉપકરણો જેવા કે નાઇટ વિઝન ગોગલ્સનો સમાવેશ થાય છે. નિઅર-ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી એ બીજી સામાન્ય એપ્લિકેશન છે.

ટૂંકી-તરંગલંબાઇ ઇન્ફ્રારેડ (SWIR):"શોર્ટવેવ ઇન્ફ્રારેડ" અથવા "SWIR" પ્રદેશ તરીકે પણ ઓળખાય છે, તે લગભગ 1.4 μm થી 3 μm સુધી વિસ્તરે છે. SWIR રેડિયેશનનો સામાન્ય રીતે ઇમેજિંગ, સર્વેલન્સ અને સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી એપ્લિકેશનમાં ઉપયોગ થાય છે.

મિડ-વેવલન્થ ઇન્ફ્રારેડ (MWIR):MWIR પ્રદેશ લગભગ 3 μm થી 8 μm સુધી ફેલાયેલો છે. આ શ્રેણી વારંવાર થર્મલ ઇમેજિંગ, લશ્કરી લક્ષ્યીકરણ અને ગેસ શોધ પ્રણાલીઓમાં કાર્યરત છે.

લાંબા-તરંગલંબાઇ ઇન્ફ્રારેડ (LWIR):LWIR પ્રદેશ લગભગ 8 μm થી 15 μm સુધીની તરંગલંબાઇને આવરી લે છે. તે સામાન્ય રીતે થર્મલ ઇમેજિંગ, નાઇટ વિઝન સિસ્ટમ્સ અને બિન-સંપર્ક તાપમાન માપન માટે વપરાય છે.

દૂર-ઇન્ફ્રારેડ (FIR):આ પ્રદેશ તરંગલંબાઇમાં આશરે 15 μm થી 1 મિલીમીટર (mm) સુધી વિસ્તરે છે. એફઆઈઆર રેડિયેશનનો ઉપયોગ ઘણીવાર ખગોળશાસ્ત્ર, રિમોટ સેન્સિંગ અને અમુક તબીબી એપ્લિકેશનોમાં થાય છે.

તરંગલંબાઇ શ્રેણી ડાયાગ્રામ

NIR અને SWIR ને ક્યારેક "પ્રતિબિંબિત ઇન્ફ્રારેડ" કહેવામાં આવે છે, જ્યારે MWIR અને LWIR ને ક્યારેક "થર્મલ ઇન્ફ્રારેડ" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

二、ઇન્ફ્રારેડની એપ્લિકેશનો

નાઇટ વિઝન

નાઇટ વિઝન સાધનોમાં ઇન્ફ્રારેડ (IR) નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે, જે ઓછા પ્રકાશ અથવા અંધારાના વાતાવરણમાં વસ્તુઓની શોધ અને વિઝ્યુલાઇઝેશનને સક્ષમ કરે છે. પરંપરાગત ઇમેજ ઇન્ટેન્સિફિકેશન નાઇટ વિઝન ઉપકરણો, જેમ કે નાઇટ વિઝન ગોગલ્સ અથવા મોનોક્યુલર, ઉપલબ્ધ કોઈપણ IR રેડિયેશન સહિત, ઉપલબ્ધ આસપાસના પ્રકાશને વિસ્તૃત કરે છે. આ ઉપકરણો IR ફોટોન સહિત ઇનકમિંગ ફોટોનને ઇલેક્ટ્રોનમાં રૂપાંતરિત કરવા ફોટોકેથોડનો ઉપયોગ કરે છે. ઇલેક્ટ્રોનને પછી પ્રવેગિત કરવામાં આવે છે અને દૃશ્યમાન છબી બનાવવા માટે વિસ્તૃત કરવામાં આવે છે. ઇન્ફ્રારેડ ઇલ્યુમિનેટર્સ, જે IR પ્રકાશનું ઉત્સર્જન કરે છે, તે સંપૂર્ણ અંધકાર અથવા ઓછા-પ્રકાશની સ્થિતિમાં જ્યાં આસપાસના IR કિરણોત્સર્ગ અપૂરતું હોય ત્યાં દૃશ્યતા વધારવા માટે આ ઉપકરણોમાં સંકલિત કરવામાં આવે છે.

ઓછા પ્રકાશનું વાતાવરણ

થર્મોગ્રાફી

ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશનનો ઉપયોગ વસ્તુઓના તાપમાનને દૂરથી નિર્ધારિત કરવા માટે થઈ શકે છે (જો ઉત્સર્જન જાણીતું હોય તો). આને થર્મોગ્રાફી કહેવામાં આવે છે, અથવા NIR અથવા દૃશ્યમાન ખૂબ જ ગરમ વસ્તુઓના કિસ્સામાં તેને પાયરોમેટ્રી કહેવામાં આવે છે. થર્મોગ્રાફી (થર્મલ ઇમેજિંગ)નો ઉપયોગ મુખ્યત્વે લશ્કરી અને ઔદ્યોગિક કાર્યક્રમોમાં થાય છે પરંતુ ઉત્પાદન ખર્ચમાં ઘણો ઘટાડો થવાને કારણે આ ટેકનોલોજી કાર પર ઇન્ફ્રારેડ કેમેરાના રૂપમાં જાહેર બજારમાં પહોંચી રહી છે.

થર્મલ ઇમેજિંગ એપ્લિકેશન્સ

ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશનનો ઉપયોગ વસ્તુઓના તાપમાનને દૂરથી નિર્ધારિત કરવા માટે થઈ શકે છે (જો ઉત્સર્જન જાણીતું હોય તો). આને થર્મોગ્રાફી કહેવામાં આવે છે, અથવા NIR અથવા દૃશ્યમાન ખૂબ જ ગરમ વસ્તુઓના કિસ્સામાં તેને પાયરોમેટ્રી કહેવામાં આવે છે. થર્મોગ્રાફી (થર્મલ ઇમેજિંગ)નો ઉપયોગ મુખ્યત્વે લશ્કરી અને ઔદ્યોગિક કાર્યક્રમોમાં થાય છે પરંતુ ઉત્પાદન ખર્ચમાં ઘણો ઘટાડો થવાને કારણે આ ટેકનોલોજી કાર પર ઇન્ફ્રારેડ કેમેરાના રૂપમાં જાહેર બજારમાં પહોંચી રહી છે.

થર્મોગ્રાફિક કેમેરા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સ્પેક્ટ્રમની ઇન્ફ્રારેડ શ્રેણી (આશરે 9,000–14,000 નેનોમીટર અથવા 9-14 μm) માં રેડિયેશન શોધે છે અને તે રેડિયેશનની છબીઓ બનાવે છે. ઇન્ફ્રારેડ કિરણોત્સર્ગ તમામ પદાર્થો દ્વારા તેમના તાપમાનના આધારે ઉત્સર્જિત કરવામાં આવે છે, બ્લેક-બોડી રેડિયેશન કાયદા અનુસાર, થર્મોગ્રાફી દૃશ્યમાન પ્રકાશ સાથે અથવા તેના વિના પર્યાવરણને "જોવું" શક્ય બનાવે છે. તાપમાન સાથે પદાર્થ દ્વારા ઉત્સર્જિત કિરણોત્સર્ગનું પ્રમાણ વધે છે, તેથી થર્મોગ્રાફી તમને તાપમાનમાં ભિન્નતા જોવાની મંજૂરી આપે છે.

હાયપરસ્પેક્ટ્રલ ઇમેજિંગ

હાયપરસ્પેક્ટ્રલ ઇમેજ એ "ચિત્ર" છે જે દરેક પિક્સેલ પર વિશાળ સ્પેક્ટ્રલ શ્રેણી દ્વારા સતત સ્પેક્ટ્રમ ધરાવે છે. ખાસ કરીને NIR, SWIR, MWIR અને LWIR સ્પેક્ટ્રાલ પ્રદેશો સાથે લાગુ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીના ક્ષેત્રમાં હાયપરસ્પેક્ટ્રલ ઇમેજિંગ મહત્વ મેળવી રહ્યું છે. લાક્ષણિક કાર્યક્રમોમાં જૈવિક, ખનિજ, સંરક્ષણ અને ઔદ્યોગિક માપનો સમાવેશ થાય છે.

હાઇપરસ્પેક્ટ્રલ છબી

થર્મલ ઇન્ફ્રારેડ હાઇપરસ્પેક્ટ્રલ ઇમેજિંગ એ જ રીતે થર્મોગ્રાફિક કેમેરાનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે, જેમાં મૂળભૂત તફાવત છે કે દરેક પિક્સેલ સંપૂર્ણ LWIR સ્પેક્ટ્રમ ધરાવે છે. પરિણામે, પદાર્થની રાસાયણિક ઓળખ સૂર્ય અથવા ચંદ્ર જેવા બાહ્ય પ્રકાશ સ્ત્રોતની જરૂરિયાત વિના કરી શકાય છે. આવા કેમેરા સામાન્ય રીતે ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય માપન, આઉટડોર સર્વેલન્સ અને UAV એપ્લિકેશન માટે લાગુ કરવામાં આવે છે.

હીટિંગ

ઇન્ફ્રારેડ (IR) કિરણોત્સર્ગનો ખરેખર વિવિધ કાર્યક્રમોમાં ઇરાદાપૂર્વકના હીટિંગ સ્ત્રોત તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે. આ મુખ્યત્વે આસપાસની હવાને નોંધપાત્ર રીતે ગરમ કર્યા વિના વસ્તુઓ અથવા સપાટી પર સીધી ગરમી સ્થાનાંતરિત કરવાની IR રેડિયેશનની ક્ષમતાને કારણે છે. ઇન્ફ્રારેડ (IR) કિરણોત્સર્ગનો ખરેખર વિવિધ કાર્યક્રમોમાં ઇરાદાપૂર્વકના હીટિંગ સ્ત્રોત તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે. આ મુખ્યત્વે આસપાસની હવાને નોંધપાત્ર રીતે ગરમ કર્યા વિના વસ્તુઓ અથવા સપાટી પર સીધી ગરમી સ્થાનાંતરિત કરવાની IR રેડિયેશનની ક્ષમતાને કારણે છે.

હીટિંગ સ્ત્રોત

ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશનનો ઉપયોગ વિવિધ ઔદ્યોગિક ગરમી પ્રક્રિયાઓમાં વ્યાપકપણે થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, મેન્યુફેક્ચરિંગમાં, IR લેમ્પ્સ અથવા પેનલ્સનો ઉપયોગ ઘણીવાર ગરમીની સામગ્રી માટે કરવામાં આવે છે, જેમ કે પ્લાસ્ટિક, ધાતુ અથવા કોટિંગ, ઉપચાર, સૂકવવા અથવા રચનાના હેતુઓ માટે. IR રેડિયેશનને ચોક્કસ રીતે નિયંત્રિત અને નિર્દેશિત કરી શકાય છે, જે ચોક્કસ વિસ્તારોમાં કાર્યક્ષમ અને ઝડપી ગરમી માટે પરવાનગી આપે છે.