一、Általában használt infravörös felosztási séma

Az infravörös (IR) sugárzás egyik általánosan használt felosztási sémája a hullámhossz-tartományon alapul. Az IR spektrum általában a következő régiókra oszlik:

Közeli infravörös (NIR):Ez a tartomány körülbelül 700 nanométer (nm) és 1,4 mikrométer (μm) hullámhosszig terjed. A NIR-sugárzást gyakran használják a távérzékelésben, az optikai szálas távközlésben, mivel a SiO2 üveg (szilícium-dioxid) közegben alacsony a csillapítási veszteség. A képerősítők érzékenyek a spektrum ezen területére; ilyenek például az éjjellátó eszközök, például az éjjellátó szemüvegek. A közeli infravörös spektroszkópia egy másik gyakori alkalmazás.

Rövid hullámhosszú infravörös (SWIR):„rövidhullámú infravörös” vagy „SWIR” régióként is ismert, körülbelül 1,4 μm-től 3 μm-ig terjed. A SWIR-sugárzást általában képalkotó, felügyeleti és spektroszkópiai alkalmazásokban használják.

Középhullámú infravörös (MWIR):Az MWIR régió körülbelül 3 μm-től 8 μm-ig terjed. Ezt a tartományt gyakran használják hőképalkotásban, katonai célzásban és gázérzékelő rendszerekben.

Hosszú hullámhosszú infravörös (LWIR):Az LWIR régió körülbelül 8 μm és 15 μm közötti hullámhosszokat fed le. Általában hőképalkotásban, éjjellátó rendszerekben és érintésmentes hőmérsékletméréseknél használják.

Távoli infravörös (FIR):Ez a tartomány körülbelül 15 μm-től 1 milliméter (mm) hullámhosszig terjed. A FIR-sugárzást gyakran használják a csillagászatban, a távérzékelésben és bizonyos orvosi alkalmazásokban.

Hullámhossz tartomány diagram

A NIR-t és a SWIR-t együtt néha „visszavert infravörösnek” nevezik, míg az MWIR-t és az LWIR-t néha „termikus infravörösnek” nevezik.

二、Infravörös alkalmazások

Éjszakai látás

Az infravörös (IR) kulcsfontosságú szerepet játszik az éjjellátó berendezésekben, lehetővé téve a tárgyak észlelését és megjelenítését gyenge megvilágítású vagy sötét környezetben. A hagyományos képerősítő éjjellátó eszközök, mint például az éjjellátó szemüveg vagy monokulár, felerősítik a rendelkezésre álló környezeti fényt, beleértve a jelenlévő infravörös sugárzást is. Ezek az eszközök fotokatódot használnak a bejövő fotonok, köztük az infravörös fotonok elektronokká alakítására. Az elektronokat ezután felgyorsítják és felerősítik, hogy látható képet hozzon létre. Infravörös megvilágítókat, amelyek infravörös fényt bocsátanak ki, gyakran beépítenek ezekbe az eszközökbe, hogy javítsák a láthatóságot teljes sötétségben vagy gyenge fényviszonyok között, ahol a környezeti infravörös sugárzás nem elegendő.

Gyenge megvilágítású környezet

Termográfia

Az infravörös sugárzás segítségével távolról meghatározható a tárgyak hőmérséklete (ha ismert az emissziós tényező). Ezt termográfiának nevezik, vagy a NIR-ben lévő vagy látható nagyon forró tárgyak esetében pirometriának nevezik. A termográfiát (hőképalkotást) főként katonai és ipari alkalmazásokban használják, de a technológia az autók infravörös kamerái formájában a nagymértékben csökkent gyártási költségek miatt a nyilvános piacra is eljut.

Hőképalkotási alkalmazások

Az infravörös sugárzás segítségével távolról meghatározható a tárgyak hőmérséklete (ha ismert az emissziós tényező). Ezt termográfiának nevezik, vagy a NIR-ben lévő vagy látható nagyon forró tárgyak esetében pirometriának nevezik. A termográfiát (hőképalkotást) főként katonai és ipari alkalmazásokban használják, de a technológia az autók infravörös kamerái formájában a nagymértékben csökkent gyártási költségek miatt a nyilvános piacra is eljut.

A termográfiai kamerák az elektromágneses spektrum infravörös tartományában (körülbelül 9000–14000 nanométer vagy 9–14 μm) érzékelik a sugárzást, és erről a sugárzásról képeket készítenek. Mivel infravörös sugárzást minden tárgy a hőmérséklete alapján bocsát ki, a fekete test sugárzási törvénye szerint a termográfia lehetővé teszi a környezet „látását” látható megvilágítással vagy anélkül. Az objektum által kibocsátott sugárzás mennyisége a hőmérséklettel növekszik, ezért a termográfia lehetővé teszi a hőmérséklet változásainak megfigyelését.

Hiperspektrális képalkotás

A hiperspektrális kép egy olyan „kép”, amely minden pixelnél széles spektrumtartományon keresztül folyamatos spektrumot tartalmaz. A hiperspektrális képalkotás egyre fontosabbá válik az alkalmazott spektroszkópia területén, különösen a NIR, SWIR, MWIR és LWIR spektrális régiókkal. A tipikus alkalmazások közé tartoznak a biológiai, ásványtani, védelmi és ipari mérések.

A hiperspektrális kép

A termikus infravörös hiperspektrális képalkotás hasonlóan elvégezhető termográfiai kamerával is, azzal az alapvető különbséggel, hogy minden pixel egy teljes LWIR spektrumot tartalmaz. Következésképpen az objektum kémiai azonosítása külső fényforrás, például a Nap vagy a Hold nélkül is elvégezhető. Az ilyen kamerákat jellemzően geológiai mérésekhez, kültéri megfigyeléshez és UAV alkalmazásokhoz alkalmazzák.

Fűtés

Az infravörös (IR) sugárzás valóban felhasználható szándékos fűtési forrásként különböző alkalmazásokban. Ez elsősorban az infravörös sugárzás azon képességének köszönhető, hogy közvetlenül átadja a hőt tárgyaknak vagy felületeknek anélkül, hogy jelentősen felmelegítené a környező levegőt. Az infravörös (IR) sugárzás valóban felhasználható szándékos fűtési forrásként különböző alkalmazásokban. Ez elsősorban az infravörös sugárzás azon képességének köszönhető, hogy közvetlenül átadja a hőt tárgyaknak vagy felületeknek anélkül, hogy jelentősen felmelegítené a környező levegőt.

A fűtési forrás

Az infravörös sugárzást széles körben használják különféle ipari fűtési eljárásokban. Például a gyártás során infravörös lámpákat vagy paneleket gyakran alkalmaznak anyagok, például műanyagok, fémek vagy bevonatok melegítésére, kikeményítés, szárítás vagy formázás céljából. Az infravörös sugárzás pontosan szabályozható és irányítható, ami hatékony és gyors felfűtést tesz lehetővé bizonyos területeken.