一、अवरक्त की सामान्यतः प्रयुक्त उप-विभाजन योजना

अवरक्त (IR) विकिरण के उप-विभाजन की एक सामान्यतः प्रयुक्त योजना तरंगदैर्ध्य सीमा पर आधारित है। IR स्पेक्ट्रम को सामान्यतः निम्नलिखित क्षेत्रों में विभाजित किया जाता है:

निकट-अवरक्त (एनआईआर):यह क्षेत्र तरंगदैर्ध्य में लगभग 700 नैनोमीटर (nm) से 1.4 माइक्रोमीटर (μm) तक फैला हुआ है। SiO2 ग्लास (सिलिका) माध्यम में कम क्षीणन हानि के कारण NIR विकिरण का उपयोग अक्सर रिमोट सेंसिंग और फाइबर ऑप्टिक दूरसंचार में किया जाता है। इमेज इंटेंसिफायर स्पेक्ट्रम के इस क्षेत्र के प्रति संवेदनशील होते हैं; उदाहरणों में नाइट विज़न गॉगल्स जैसे नाइट विज़न उपकरण शामिल हैं। नियर-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी एक अन्य सामान्य अनुप्रयोग है।

लघु-तरंगदैर्ध्य अवरक्त (SWIR):इसे "शॉर्टवेव इन्फ्रारेड" या "SWIR" क्षेत्र के रूप में भी जाना जाता है, जो लगभग 1.4 μm से 3 μm तक फैला हुआ है। SWIR विकिरण का उपयोग आमतौर पर इमेजिंग, निगरानी और स्पेक्ट्रोस्कोपी अनुप्रयोगों में किया जाता है।

मध्य-तरंगदैर्ध्य अवरक्त (एमडब्ल्यूआईआर):MWIR क्षेत्र लगभग 3 μm से 8 μm तक फैला हुआ है। इस रेंज का उपयोग अक्सर थर्मल इमेजिंग, सैन्य लक्ष्यीकरण और गैस पहचान प्रणालियों में किया जाता है।

लंबी तरंगदैर्ध्य अवरक्त (LWIR):एलडब्ल्यूआईआर क्षेत्र में लगभग 8 μm से 15 μm तक की तरंगदैर्ध्य शामिल होती है। इसका उपयोग आमतौर पर थर्मल इमेजिंग, नाइट विजन सिस्टम और गैर-संपर्क तापमान मापन में किया जाता है।

सुदूर-अवरक्त (FIR):यह क्षेत्र तरंगदैर्ध्य में लगभग 15 माइक्रोमीटर से 1 मिलीमीटर (मिमी) तक फैला हुआ है। FIR विकिरण का उपयोग अक्सर खगोल विज्ञान, रिमोट सेंसिंग और कुछ चिकित्सा अनुप्रयोगों में किया जाता है।

तरंगदैर्ध्य सीमा आरेख

एनआईआर और एसडब्ल्यूआईआर को एक साथ कभी-कभी "परावर्तित अवरक्त" कहा जाता है, जबकि एमडब्ल्यूआईआर और एलडब्ल्यूआईआर को कभी-कभी "थर्मल अवरक्त" कहा जाता है।

二、अवरक्त के अनुप्रयोग

रात्रि दृष्टि

रात्रि दृष्टि उपकरणों में अवरक्त (IR) प्रकाश की महत्वपूर्ण भूमिका होती है, जिससे कम रोशनी या अंधेरे वातावरण में वस्तुओं का पता लगाना और उन्हें देखना संभव हो पाता है। पारंपरिक छवि प्रवर्धन रात्रि दृष्टि उपकरण, जैसे रात्रि दृष्टि चश्मे या मोनोक्युलर, उपलब्ध परिवेशी प्रकाश को बढ़ाते हैं, जिसमें मौजूद IR विकिरण भी शामिल होता है। ये उपकरण फोटोकैथोड का उपयोग करके आने वाले फोटॉनों, जिनमें IR फोटॉन भी शामिल हैं, को इलेक्ट्रॉनों में परिवर्तित करते हैं। फिर इलेक्ट्रॉनों को त्वरित और प्रवर्धित करके एक दृश्य छवि बनाई जाती है। IR प्रकाश उत्सर्जित करने वाले अवरक्त प्रदीपक अक्सर इन उपकरणों में एकीकृत किए जाते हैं ताकि पूर्ण अंधेरे या कम रोशनी की स्थिति में दृश्यता को बढ़ाया जा सके, जहां परिवेशी IR विकिरण अपर्याप्त होता है।

कम रोशनी वाला वातावरण

थर्मोग्राफी

अवरक्त विकिरण का उपयोग वस्तुओं के तापमान को दूर से निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है (यदि उत्सर्जन क्षमता ज्ञात हो)। इसे थर्मोग्राफी कहा जाता है, या अत्यधिक गर्म वस्तुओं के मामले में एनआईआर या दृश्य प्रकाश में इसे पायरोमेट्री कहा जाता है। थर्मोग्राफी (थर्मल इमेजिंग) का उपयोग मुख्य रूप से सैन्य और औद्योगिक अनुप्रयोगों में किया जाता है, लेकिन उत्पादन लागत में भारी कमी के कारण यह तकनीक कारों में लगे अवरक्त कैमरों के रूप में आम जनता तक पहुंच रही है।

थर्मल इमेजिंग अनुप्रयोग

अवरक्त विकिरण का उपयोग वस्तुओं के तापमान को दूर से निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है (यदि उत्सर्जन क्षमता ज्ञात हो)। इसे थर्मोग्राफी कहा जाता है, या अत्यधिक गर्म वस्तुओं के मामले में एनआईआर या दृश्य प्रकाश में इसे पायरोमेट्री कहा जाता है। थर्मोग्राफी (थर्मल इमेजिंग) का उपयोग मुख्य रूप से सैन्य और औद्योगिक अनुप्रयोगों में किया जाता है, लेकिन उत्पादन लागत में भारी कमी के कारण यह तकनीक कारों में लगे अवरक्त कैमरों के रूप में आम जनता तक पहुंच रही है।

थर्मोग्राफिक कैमरे विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम की अवरक्त श्रेणी (लगभग 9,000–14,000 नैनोमीटर या 9–14 μm) में विकिरण का पता लगाते हैं और उस विकिरण की छवियां बनाते हैं। चूंकि सभी वस्तुएं अपने तापमान के आधार पर अवरक्त विकिरण उत्सर्जित करती हैं, इसलिए ब्लैक-बॉडी विकिरण नियम के अनुसार, थर्मोग्राफी दृश्य प्रकाश के साथ या उसके बिना अपने परिवेश को "देखने" में सक्षम बनाती है। किसी वस्तु द्वारा उत्सर्जित विकिरण की मात्रा तापमान के साथ बढ़ती है, इसलिए थर्मोग्राफी तापमान में होने वाले परिवर्तनों को देखने की सुविधा देती है।

हाइपरस्पेक्ट्रल इमेजिंग

हाइपरस्पेक्ट्रल छवि एक ऐसी "तस्वीर" है जिसमें प्रत्येक पिक्सेल पर एक विस्तृत स्पेक्ट्रल रेंज में निरंतर स्पेक्ट्रम होता है। हाइपरस्पेक्ट्रल इमेजिंग, विशेष रूप से एनआईआर, एसडब्ल्यूआईआर, एमडब्ल्यूआईआर और एलडब्ल्यूआईआर स्पेक्ट्रल क्षेत्रों में, अनुप्रयुक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी के क्षेत्र में महत्व प्राप्त कर रही है। इसके विशिष्ट अनुप्रयोगों में जैविक, खनिज विज्ञान, रक्षा और औद्योगिक मापन शामिल हैं।

हाइपरस्पेक्ट्रल छवि

थर्मोग्राफिक कैमरे का उपयोग करके थर्मल इन्फ्रारेड हाइपरस्पेक्ट्रल इमेजिंग भी इसी प्रकार की जा सकती है, जिसमें मूलभूत अंतर यह है कि प्रत्येक पिक्सेल में पूर्ण एलडब्ल्यूआईआर स्पेक्ट्रम होता है। परिणामस्वरूप, सूर्य या चंद्रमा जैसे बाहरी प्रकाश स्रोत की आवश्यकता के बिना वस्तु की रासायनिक पहचान की जा सकती है। ऐसे कैमरे आमतौर पर भूवैज्ञानिक मापन, बाहरी निगरानी और यूएवी अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं।

गरम करना

विभिन्न अनुप्रयोगों में अवरक्त (IR) विकिरण का उपयोग वास्तव में एक कृत्रिम ताप स्रोत के रूप में किया जा सकता है। इसका मुख्य कारण यह है कि IR विकिरण आसपास की हवा को अधिक गर्म किए बिना वस्तुओं या सतहों को सीधे ऊष्मा स्थानांतरित करने में सक्षम है।

ताप स्रोत

अवरक्त विकिरण का उपयोग विभिन्न औद्योगिक तापन प्रक्रियाओं में व्यापक रूप से किया जाता है। उदाहरण के लिए, विनिर्माण में, प्लास्टिक, धातु या कोटिंग जैसी सामग्रियों को सुखाने, आकार देने या अभिकल्पित करने के लिए अक्सर अवरक्त विकिरण लैंप या पैनलों का उपयोग किया जाता है। अवरक्त विकिरण को सटीक रूप से नियंत्रित और निर्देशित किया जा सकता है, जिससे विशिष्ट क्षेत्रों में कुशल और तीव्र तापन संभव हो पाता है।