Ինֆրակարմիր ճառագայթման հաճախ օգտագործվող ենթաբաժանման սխեմա

Ինֆրակարմիր (ԻԿ) ճառագայթման հաճախ օգտագործվող ենթաբաժանման սխեմաներից մեկը հիմնված է ալիքի երկարության տիրույթի վրա: ԻԿ սպեկտրը սովորաբար բաժանվում է հետևյալ շրջանների՝

Մերձ-ինֆրակարմիր (NIR):Այս տիրույթը տատանվում է մոտավորապես 700 նանոմետրից (նմ) մինչև 1.4 միկրոմետր (մկմ) ալիքի երկարություն: NIR ճառագայթումը հաճախ օգտագործվում է հեռազննման և օպտիկամանրաթելային հեռահաղորդակցության մեջ՝ SiO2 ապակե (սիլիկահող) միջավայրում ցածր մարման կորուստների պատճառով: Պատկերի ուժեղացուցիչները զգայուն են սպեկտրի այս տիրույթի նկատմամբ. օրինակներ են գիշերային տեսողության սարքերը, ինչպիսիք են գիշերային տեսողության ակնոցները: Մոտ ինֆրակարմիր սպեկտրոսկոպիան մեկ այլ տարածված կիրառություն է:

Կարճալիքի ինֆրակարմիր (SWIR):Հայտնի է նաև որպես «կարճալիք ինֆրակարմիր» կամ «SWIR» շրջան, այն տարածվում է մոտ 1.4 մկմ-ից մինչև 3 մկմ: SWIR ճառագայթումը լայնորեն օգտագործվում է պատկերագրման, հսկողության և սպեկտրոսկոպիայի կիրառություններում:

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

Երկար ալիքի ինֆրակարմիր (LWIR):LWIR տիրույթը ընդգրկում է մոտ 8 մկմ-ից մինչև 15 մկմ ալիքի երկարություններ: Այն լայնորեն օգտագործվում է ջերմային պատկերման, գիշերային տեսողության համակարգերի և անհպում ջերմաստիճանի չափումների մեջ:

Հեռավոր ինֆրակարմիր (FIR):Այս շրջանը տարածվում է մոտավորապես 15 մկմ-ից մինչև 1 միլիմետր (մմ) ալիքի երկարություն։ FIR ճառագայթումը հաճախ օգտագործվում է աստղագիտության, հեռազննման և որոշակի բժշկական կիրառություններում։

Ալիքի երկարության միջակայքի դիագրամ

NIR-ը և SWIR-ը միասին երբեմն անվանում են «անդրադարձված ինֆրակարմիր», մինչդեռ MWIR-ը և LWIR-ը երբեմն անվանում են «ջերմային ինֆրակարմիր»։

Ինֆրակարմիր կիրառություններ

Գիշերային տեսողություն

Ինֆրակարմիր (ԻՀ) ճառագայթումը կարևոր դեր է խաղում գիշերային տեսողության սարքավորումներում՝ հնարավորություն տալով հայտնաբերել և պատկերացնել օբյեկտները թույլ լուսավորության կամ մութ միջավայրերում: Ավանդական պատկերի ուժեղացման գիշերային տեսողության սարքերը, ինչպիսիք են գիշերային տեսողության ակնոցները կամ մոնոկուլյարները, ուժեղացնում են առկա շրջակա լույսը, ներառյալ առկա ցանկացած ԻՀ ճառագայթում: Այս սարքերը օգտագործում են լուսակատոդ՝ մուտքային ֆոտոնները, ներառյալ ԻՀ ֆոտոնները, էլեկտրոնների վերածելու համար: Այնուհետև էլեկտրոնները արագացվում և ուժեղացվում են՝ տեսանելի պատկեր ստեղծելու համար: Ինֆրակարմիր լույս արձակող ինֆրակարմիր լուսավորիչները հաճախ ինտեգրվում են այս սարքերում՝ լիակատար մթության կամ թույլ լուսավորության պայմաններում տեսանելիությունը բարելավելու համար, երբ շրջակա ԻՀ ճառագայթումը անբավարար է:

Ցածր լուսավորության միջավայր

Ջերմագրություն

Ինֆրակարմիր ճառագայթումը կարող է օգտագործվել օբյեկտների ջերմաստիճանը հեռակա որոշելու համար (եթե ճառագայթման գործակիցը հայտնի է): Սա կոչվում է ջերմագրություն, կամ Հյուսիսային ինֆրակարմիր կամ տեսանելի տիրույթում շատ տաք օբյեկտների դեպքում՝ պիրոմետրիա: Ջերմագրությունը (ջերմային պատկերացում) հիմնականում օգտագործվում է ռազմական և արդյունաբերական կիրառություններում, սակայն տեխնոլոգիան հանրային շուկա է հասնում մեքենաների վրա տեղադրված ինֆրակարմիր տեսախցիկների տեսքով՝ արտադրական ծախսերի զգալի կրճատման շնորհիվ:

Ջերմային պատկերման կիրառություններ

Ինֆրակարմիր ճառագայթումը կարող է օգտագործվել օբյեկտների ջերմաստիճանը հեռակա որոշելու համար (եթե ճառագայթման գործակիցը հայտնի է): Սա կոչվում է ջերմագրություն, կամ Հյուսիսային ինֆրակարմիր կամ տեսանելի տիրույթում շատ տաք օբյեկտների դեպքում՝ պիրոմետրիա: Ջերմագրությունը (ջերմային պատկերացում) հիմնականում օգտագործվում է ռազմական և արդյունաբերական կիրառություններում, սակայն տեխնոլոգիան հանրային շուկա է հասնում մեքենաների վրա տեղադրված ինֆրակարմիր տեսախցիկների տեսքով՝ արտադրական ծախսերի զգալի կրճատման շնորհիվ:

Ջերմագրաֆիկ տեսախցիկները հայտնաբերում են էլեկտրամագնիսական սպեկտրի ինֆրակարմիր տիրույթում ճառագայթումը (մոտավորապես 9,000–14,000 նանոմետր կամ 9–14 մկմ) և ստեղծում են այդ ճառագայթման պատկերներ: Քանի որ ինֆրակարմիր ճառագայթումը արձակվում է բոլոր մարմինների կողմից՝ հիմնվելով դրանց ջերմաստիճանի վրա, սև մարմնի ճառագայթման օրենքի համաձայն, ջերմագրությունը հնարավորություն է տալիս «տեսնել» մարդու շրջակա միջավայրը՝ տեսանելի լուսավորությամբ կամ առանց դրա: Մարմնի կողմից արձակվող ճառագայթման քանակը մեծանում է ջերմաստիճանի հետ մեկտեղ, հետևաբար, ջերմագրությունը թույլ է տալիս տեսնել ջերմաստիճանի տատանումները:

Հիպերսպեկտրալ պատկերացում

Հիպերսպեկտրալ պատկերը «նկար» է, որը պարունակում է անընդհատ սպեկտր՝ յուրաքանչյուր պիքսելի լայն սպեկտրային տիրույթում: Հիպերսպեկտրալ պատկերումը կարևորություն է ձեռք բերում կիրառական սպեկտրոսկոպիայի ոլորտում, մասնավորապես՝ NIR, SWIR, MWIR և LWIR սպեկտրային տիրույթների դեպքում: Տիպիկ կիրառությունները ներառում են կենսաբանական, հանքաբանական, պաշտպանական և արդյունաբերական չափումներ:

Հիպերսպեկտրալ պատկերը

Ջերմային ինֆրակարմիր հիպերսպեկտրալ պատկերումը կարող է նմանատիպ կերպով 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, անհրաժեշտության: Նման տեսախցիկները սովորաբար կիրառվում են երկրաբանական չափումների, բացօթյա հսկողության և անօդաչու թռչող սարքերի կիրառման համար:

Ջեռուցում

Ինֆրակարմիր (ԻԿ) ճառագայթումը կարող է իսկապես օգտագործվել որպես միտումնավոր ջեռուցման աղբյուր տարբեր կիրառություններում: Սա հիմնականում պայմանավորված է ԻԿ ճառագայթման՝ ջերմությունը անմիջապես փոխանցելու առարկաներին կամ մակերեսներին՝ առանց շրջակա օդը զգալիորեն տաքացնելու: Ինֆրակարմիր (ԻԿ) ճառագայթումը իսկապես կարող է օգտագործվել որպես միտումնավոր ջեռուցման աղբյուր տարբեր կիրառություններում: Սա հիմնականում պայմանավորված է ԻԿ ճառագայթման՝ ջերմությունը անմիջապես փոխանցելու առարկաներին կամ մակերեսներին՝ առանց շրջակա օդը զգալիորեն տաքացնելու:

Ջեռուցման աղբյուրը

Ինֆրակարմիր ճառագայթումը լայնորեն կիրառվում է տարբեր արդյունաբերական ջեռուցման գործընթացներում: Օրինակ, արտադրության մեջ ինֆրակարմիր լամպերը կամ վահանակները հաճախ օգտագործվում են նյութեր, ինչպիսիք են պլաստմասսաները, մետաղները կամ ծածկույթները, տաքացնելու համար՝ կարծրացման, չորացման կամ ձևավորման նպատակներով: Ինֆրակարմիր ճառագայթումը կարող է ճշգրիտ կառավարվել և ուղղորդվել, ինչը թույլ է տալիս արդյունավետ և արագ տաքացնել որոշակի տարածքներում: