一、 általánosan használt infravörös alosztály-séma

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

Közeli infravörös (NIR):Ez a régió körülbelül 700 nanométer (NM) és 1,4 mikrométer (μM) között mozog. A NIR -sugárzást gyakran használják a távérzékelésben, a száloptikai telekommunikációban, mivel az SIO2 üveg (szilícium -dioxid) közegben alacsony csillapítási veszteségek vannak. A képerősítők érzékenyek a spektrum ezen területére; Példa erre az éjszakai látáskészülékek, például az éjszakai látás szemüvegei. A közeli infravörös spektroszkópia egy másik általános alkalmazás.

Rövid hullámhosszú infravörös (SWIR):A „rövidhullámú infravörös” vagy „SWIR” régió néven is ismert, körülbelül 1,4 μm -től 3 μm -ig terjed. A SWIR -sugárzást általában a képalkotás, a megfigyelés és a spektroszkópia alkalmazásokban használják.

Közép-hullámhosszú infravörös (MWIR):A MWIR régió körülbelül 3 μm -től 8 μm -ig terjed. Ezt a tartományt gyakran használják a termikus képalkotásban, a katonai célzási és a gázdetektáló rendszerekben.

Hosszú hullámhosszú infravörös (LWIR):Az LWIR régió körülbelül 8 μm -től 15 μm hullámhosszokat fed le. Általában a termikus képalkotásban, az éjszakai látásrendszerekben és a nem érintkezési hőmérséklet méréseiben használják.

Távol-infravörös (FIR):Ez a régió hullámhosszon kb. 15 μm -től 1 milliméter (mm). A FIR -sugárzást gyakran használják a csillagászatban, a távérzékelésben és bizonyos orvosi alkalmazásokban.

Hullámhossz -tartománydiagram

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

二、 Az infravörös alkalmazások

Éjszakai látás

Az infravörös (IR) döntő szerepet játszik az éjszakai látásberendezésekben, lehetővé téve a tárgyak észlelését és megjelenítését gyenge vagy sötét környezetben. A hagyományos kép intenzívebb éjszakai látáskészülékei, például az éjszakai látás szemüvegei vagy monokulumok, felerősítik a rendelkezésre álló környezeti fényt, beleértve a jelenlévő IR -sugárzást is. Ezek az eszközök fotokatódot használnak a bejövő fotonok, beleértve az IR fotonokat, elektronokká történő átalakításához. Az elektronokat ezután felgyorsítják és felerősítik, hogy látható képet hozzon létre. Az infravörös megvilágítókat, amelyek IR fényt bocsátanak ki, gyakran beépítik ezeket az eszközökbe, hogy javítsák a láthatóságot a teljes sötétségben vagy a gyenge fényviszonyok esetén, ahol a környezeti IR sugárzás nem elegendő.

Gyenge fényviszonyok

Termográfia

Az infravörös sugárzás felhasználható az objektumok hőmérsékletének távoli meghatározására (ha az emisszióképesség ismert). Ezt termográfiának nevezik, vagy a NIR -ben nagyon forró tárgyak esetén, vagy látható, pirometria nevezik. A termográfiát (termikus képalkotást) elsősorban katonai és ipari alkalmazásokban használják, de a technológia az autók infravörös kameráinak formájában eléri a nyilvános piacot, mivel a termelési költségek jelentősen csökkentették.

Termikus képalkotó alkalmazások

Az infravörös sugárzás felhasználható az objektumok hőmérsékletének távoli meghatározására (ha az emisszióképesség ismert). Ezt termográfiának nevezik, vagy a NIR -ben nagyon forró tárgyak esetén, vagy látható, pirometria nevezik. A termográfiát (termikus képalkotást) elsősorban katonai és ipari alkalmazásokban használják, de a technológia az autók infravörös kameráinak formájában eléri a nyilvános piacot, mivel a termelési költségek jelentősen csökkentették.

A termográfiai kamerák detektálják a sugárzást az elektromágneses spektrum infravörös tartományában (nagyjából 9000–14 000 nanométer vagy 9–14 μm), és képeket állítanak elő a sugárzásról. Mivel az infravörös sugárzást minden tárgy hőmérséklete alapján bocsátja ki, a fekete-test sugárzási törvény szerint a termográfia lehetővé teszi, hogy látható megvilágítással vagy anélkül „megismerjék” a környezetet. Az objektum által kibocsátott sugárzás mennyisége növekszik a hőmérsékleten, ezért a termográfia lehetővé teszi a hőmérséklet variációinak látását.

Hiperspektrális képalkotás

A hiperspektrális kép egy „kép”, amely folyamatos spektrumot tartalmaz, széles spektrumtartományban minden pixelnél. A hiperspektrális képalkotás egyre fontosságú az alkalmazott spektroszkópia területén, különösen a NIR, a SWIR, a MWIR és az LWIR spektrális régiók esetében. A tipikus alkalmazások magukban foglalják a biológiai, ásványtani, védelmi és ipari méréseket.

A hiperspektrális kép

A termikus infravörös hiperspektrális képalkotást hasonlóan lehet végrehajtani egy termográfiai kamera segítségével, azzal az alapvető különbséggel, hogy minden pixel teljes LWIR -spektrumot tartalmaz. Következésképpen az objektum kémiai azonosítása végezhető olyan külső fényforrás, mint a Nap vagy a Hold nélkül. Az ilyen kamerákat általában geológiai mérésekhez, kültéri megfigyeléshez és UAV alkalmazásokhoz alkalmazzák.

Fűtés

Az infravörös (IR) sugárzás valóban használható szándékos fűtési forrásként különféle alkalmazásokban. Ennek oka elsősorban az IR -sugárzás azon képessége, hogy a hőt közvetlenül a tárgyakba vagy a felületekre továbbítsák anélkül, hogy a környező levegőt jelentősen melegítenék. Az infravörös (IR) sugárzás valóban használható szándékos fűtési forrásként különféle alkalmazásokban. Ennek oka elsősorban az IR -sugárzás azon képessége, hogy a hőt közvetlenül a tárgyakba vagy a felületekre továbbítsák anélkül, hogy a környező levegőt jelentősen melegítenék.

A fűtési forrás

Az infravörös sugárzást széles körben használják a különféle ipari fűtési folyamatokban. Például a gyártás során IR lámpákat vagy paneleket használnak hőkezelésekhez, például műanyagokhoz, fémekhez vagy bevonatokhoz, kikeményedéshez, szárításhoz vagy célok kialakításához. Az IR sugárzás pontosan szabályozható és irányítható, lehetővé téve a hatékony és gyors fűtést meghatározott területeken.