一、Ինֆրակարմիրի ենթաբաժանումների սովորաբար օգտագործվող սխեման

Ինֆրակարմիր (IR) ճառագայթման սովորաբար օգտագործվող ենթաբաժանումների սխեման հիմնված է ալիքի երկարության միջակայքի վրա: IR սպեկտրը ընդհանուր առմամբ բաժանված է հետևյալ շրջանների.

Մոտ ինֆրակարմիր (NIR):Այս շրջանը տատանվում է մոտավորապես 700 նանոմետրից (նմ) մինչև 1,4 միկրոմետր (մկմ) ալիքի երկարությամբ: NIR ճառագայթումը հաճախ օգտագործվում է հեռահար զոնդավորման, օպտիկամանրաթելային հեռահաղորդակցության մեջ SiO2 ապակու (սիլիկ) միջավայրում ցածր թուլացման կորուստների պատճառով: Պատկերի ուժեղացուցիչները զգայուն են սպեկտրի այս տարածքի նկատմամբ. օրինակները ներառում են գիշերային տեսողության սարքեր, ինչպիսիք են գիշերային տեսողության ակնոցները: Մոտ ինֆրակարմիր սպեկտրոսկոպիան ևս մեկ տարածված կիրառություն է:

Կարճ ալիքի ինֆրակարմիր (SWIR):Նաև հայտնի է որպես «կարճ ալիքի ինֆրակարմիր» կամ «SWIR» տարածաշրջան, այն տարածվում է մոտ 1,4 մկմ-ից մինչև 3 մկմ: SWIR ճառագայթումը սովորաբար օգտագործվում է պատկերավորման, հսկողության և սպեկտրոսկոպիայի կիրառություններում:

Միջին ալիքի երկարության ինֆրակարմիր (MWIR):MWIR տարածքը տարածվում է մոտավորապես 3 մկմ-ից մինչև 8 մկմ: Այս միջակայքը հաճախ օգտագործվում է ջերմային պատկերման, ռազմական թիրախավորման և գազի հայտնաբերման համակարգերում:

Երկար ալիքի ինֆրակարմիր (LWIR):LWIR շրջանն ընդգրկում է 8 մկմ-ից մինչև 15 մկմ ալիքի երկարություններ: Այն սովորաբար օգտագործվում է ջերմային պատկերման, գիշերային տեսողության համակարգերում և ոչ կոնտակտային ջերմաստիճանի չափումների մեջ:

Հեռավոր ինֆրակարմիր (FIR):Այս շրջանը տարածվում է մոտավորապես 15 մկմ-ից մինչև 1 միլիմետր (մմ) ալիքի երկարությամբ: FIR ճառագայթումը հաճախ օգտագործվում է աստղագիտության, հեռահար զոնդավորման և որոշ բժշկական կիրառություններում:

Ալիքի երկարության միջակայքի դիագրամ

NIR-ը և SWIR-ը միասին երբեմն կոչվում են «արտացոլված ինֆրակարմիր», մինչդեռ MWIR-ը և LWIR-ը երբեմն կոչվում են «ջերմային ինֆրակարմիր»:

Ինֆրակարմիր կիրառություններ

Գիշերային տեսիլք

Ինֆրակարմիր (IR) կարևոր դեր է խաղում գիշերային տեսողության սարքավորումներում՝ թույլ տալով հայտնաբերել և պատկերացնել օբյեկտները ցածր լույսի կամ մութ միջավայրում: Ավանդական պատկերի ուժեղացման գիշերային տեսողության սարքերը, ինչպիսիք են գիշերային տեսողության ակնոցները կամ մոնոկադիտները, ուժեղացնում են շրջակա միջավայրի հասանելի լույսը, ներառյալ առկա IR ճառագայթումը: Այս սարքերը օգտագործում են ֆոտոկաթոդ՝ մուտքային ֆոտոնները, ներառյալ IR ֆոտոնները, էլեկտրոնի փոխակերպելու համար։ Այնուհետև էլեկտրոնները արագացվում և ուժեղացվում են տեսանելի պատկեր ստեղծելու համար: Ինֆրակարմիր լուսատուները, որոնք արձակում են IR լույս, հաճախ ինտեգրվում են այս սարքերին, որպեսզի տեսանելիությունը բարձրացնեն լիակատար մթության կամ ցածր լույսի պայմաններում, որտեղ շրջապատի IR ճառագայթումը անբավարար է:

Ցածր լույսի միջավայր

Ջերմագրություն

Ինֆրակարմիր ճառագայթումը կարող է օգտագործվել օբյեկտների ջերմաստիճանը հեռակա կարգով որոշելու համար (եթե հայտնի է արտանետումը): Սա կոչվում է ջերմագրություն, կամ NIR-ում շատ տաք առարկաների կամ տեսանելիության դեպքում կոչվում է պիրոմետրիա: Ջերմագրությունը (ջերմային պատկերը) հիմնականում օգտագործվում է ռազմական և արդյունաբերական կիրառություններում, սակայն տեխնոլոգիան հանրային շուկա է հասնում մեքենաների վրա ինֆրակարմիր տեսախցիկների տեսքով՝ արտադրության ծախսերի զգալիորեն կրճատման պատճառով:

Ջերմային պատկերման կիրառություններ

Ինֆրակարմիր ճառագայթումը կարող է օգտագործվել օբյեկտների ջերմաստիճանը հեռակա կարգով որոշելու համար (եթե հայտնի է արտանետումը): Սա կոչվում է ջերմագրություն, կամ NIR-ում շատ տաք առարկաների կամ տեսանելիության դեպքում կոչվում է պիրոմետրիա: Ջերմագրությունը (ջերմային պատկերը) հիմնականում օգտագործվում է ռազմական և արդյունաբերական կիրառություններում, սակայն տեխնոլոգիան հանրային շուկա է հասնում մեքենաների վրա ինֆրակարմիր տեսախցիկների տեսքով՝ արտադրության ծախսերի զգալիորեն կրճատման պատճառով:

Ջերմագրական տեսախցիկները հայտնաբերում են ճառագայթումը էլեկտրամագնիսական սպեկտրի ինֆրակարմիր տիրույթում (մոտ 9000–14000 նանոմետր կամ 9–14 մկմ) և արտադրում այդ ճառագայթման պատկերները։ Քանի որ ինֆրակարմիր ճառագայթումն արտանետվում է բոլոր առարկաներից՝ ելնելով դրանց ջերմաստիճանից, սև մարմնի ճառագայթման օրենքի համաձայն, ջերմագրությունը հնարավորություն է տալիս «տեսնել» շրջապատը տեսանելի լուսավորությամբ կամ առանց դրա: Օբյեկտի կողմից արտանետվող ճառագայթման քանակությունը մեծանում է ջերմաստիճանի հետ, հետևաբար ջերմագրությունը թույլ է տալիս տեսնել ջերմաստիճանի տատանումները:

Հիպերսպեկտրալ պատկերացում

Հիպերսպեկտրալ պատկերը «նկար» է, որը պարունակում է շարունակական սպեկտր յուրաքանչյուր պիքսելի լայն սպեկտրային տիրույթի միջով: Հիպերսպեկտրալ պատկերումը մեծ նշանակություն է ձեռք բերում կիրառական սպեկտրոսկոպիայի ոլորտում, հատկապես NIR, SWIR, MWIR և LWIR սպեկտրային շրջանների հետ: Տիպիկ կիրառությունները ներառում են կենսաբանական, հանքաբանական, պաշտպանական և արդյունաբերական չափումներ:

Հիպերսպեկտրալ պատկեր

Ջերմային ինֆրակարմիր հիպերսպեկտրալ պատկերը կարող է նմանապես իրականացվել ջերմագրական տեսախցիկի միջոցով, այն հիմնարար տարբերությամբ, որ յուրաքանչյուր պիքսել պարունակում է ամբողջական LWIR սպեկտր: Հետևաբար, օբյեկտի քիմիական նույնականացումը կարող է իրականացվել առանց արտաքին լույսի աղբյուրի, ինչպիսիք են Արևը կամ Լուսինը: Նման տեսախցիկները սովորաբար կիրառվում են երկրաբանական չափումների, արտաքին հսկողության և անօդաչու թռչող սարքերի օգտագործման համար:

Ջեռուցում

Ինֆրակարմիր (IR) ճառագայթումը իսկապես կարող է օգտագործվել որպես կանխամտածված ջեռուցման աղբյուր տարբեր ծրագրերում: Սա հիմնականում պայմանավորված է IR ճառագայթման ունակությամբ՝ ուղղակիորեն ջերմություն փոխանցելու առարկաներին կամ մակերեսներին՝ առանց էապես տաքացնելու շրջակա օդը: Ինֆրակարմիր (IR) ճառագայթումը իսկապես կարող է օգտագործվել որպես կանխամտածված ջեռուցման աղբյուր տարբեր ծրագրերում: Սա հիմնականում պայմանավորված է IR ճառագայթման ունակությամբ՝ ուղղակիորեն ջերմություն փոխանցելու առարկաներին կամ մակերեսներին՝ առանց շրջակա օդը զգալիորեն տաքացնելու:

Ջեռուցման աղբյուրը

Ինֆրակարմիր ճառագայթումը լայնորեն օգտագործվում է տարբեր արդյունաբերական ջեռուցման գործընթացներում: Օրինակ, արտադրության մեջ IR լամպերը կամ վահանակները հաճախ օգտագործվում են նյութերը տաքացնելու համար, ինչպիսիք են պլաստմասսաները, մետաղները կամ ծածկույթները, ամրացման, չորացման կամ ձևավորման նպատակով: IR ճառագայթումը կարող է ճշգրիտ վերահսկվել և ուղղորդվել, ինչը թույլ է տալիս արդյունավետ և արագ ջեռուցել որոշակի տարածքներում: