Uno, schema di suddivisione comunemente utilizzato dell'infrarosso

Uno schema di suddivisione comunemente utilizzato della radiazione infrarossa (IR) si basa sull'intervallo di lunghezza d'onda. Lo spettro IR è generalmente suddiviso nelle seguenti regioni:

Vicino infrarosso (NIR):Questa regione varia da circa 700 nanometri (nm) a 1,4 micrometri (μm) di lunghezza d'onda. La radiazione NIR è spesso utilizzata nel telerilevamento e nelle telecomunicazioni in fibra ottica grazie alle basse perdite di attenuazione nel mezzo vetroso SiO2 (silice). Gli intensificatori di immagine sono sensibili a quest'area dello spettro; alcuni esempi includono dispositivi per la visione notturna come gli occhiali per la visione notturna. La spettroscopia nel vicino infrarosso è un'altra applicazione comune.

Infrarosso a lunghezza d'onda corta (SWIR):Nota anche come regione "infrarossa a onde corte" o "SWIR", si estende da circa 1,4 μm a 3 μm. La radiazione SWIR è comunemente utilizzata in applicazioni di imaging, sorveglianza e spettroscopia.

Infrarosso a lunghezza d'onda media (MWIR):La regione MWIR si estende da circa 3 μm a 8 μm. Questo intervallo è frequentemente utilizzato nei sistemi di imaging termico, di puntamento militare e di rilevamento di gas.

Infrarosso a lunghezza d'onda lunga (LWIR):La regione LWIR copre lunghezze d'onda da circa 8 μm a 15 μm. È comunemente utilizzata nella termografia, nei sistemi di visione notturna e nelle misurazioni di temperatura senza contatto.

Infrarosso lontano (FIR):Questa regione si estende da circa 15 μm a 1 millimetro (mm) di lunghezza d'onda. La radiazione FIR è spesso utilizzata in astronomia, telerilevamento e in alcune applicazioni mediche.

Diagramma della gamma di lunghezze d'onda

NIR e SWIR insieme vengono talvolta chiamati "infrarossi riflessi", mentre MWIR e LWIR vengono talvolta chiamati "infrarossi termici".

二、Applicazioni degli infrarossi

Visione notturna

L'infrarosso (IR) svolge un ruolo cruciale nelle apparecchiature per la visione notturna, consentendo il rilevamento e la visualizzazione di oggetti in ambienti scarsamente illuminati o bui. I tradizionali dispositivi per la visione notturna a intensificazione d'immagine, come i visori notturni o i monocoli, amplificano la luce ambientale disponibile, inclusa la radiazione IR presente. Questi dispositivi utilizzano un fotocatodo per convertire i fotoni in arrivo, inclusi i fotoni IR, in elettroni. Gli elettroni vengono quindi accelerati e amplificati per creare un'immagine visibile. Gli illuminatori a infrarossi, che emettono luce IR, sono spesso integrati in questi dispositivi per migliorare la visibilità in condizioni di completa oscurità o scarsa illuminazione, dove la radiazione IR ambientale è insufficiente.

Ambiente con scarsa illuminazione

Termografia

La radiazione infrarossa può essere utilizzata per determinare a distanza la temperatura degli oggetti (se ne è nota l'emissività). Questa tecnica è chiamata termografia, o, nel caso di oggetti molto caldi nel NIR o nel visibile, pirometria. La termografia (termografia) è utilizzata principalmente in applicazioni militari e industriali, ma la tecnologia sta raggiungendo il mercato pubblico sotto forma di telecamere a infrarossi installate sulle automobili grazie ai costi di produzione notevolmente ridotti.

Applicazioni di termografia

La radiazione infrarossa può essere utilizzata per determinare a distanza la temperatura degli oggetti (se ne è nota l'emissività). Questa tecnica è chiamata termografia, o, nel caso di oggetti molto caldi nel NIR o nel visibile, pirometria. La termografia (termografia) è utilizzata principalmente in applicazioni militari e industriali, ma la tecnologia sta raggiungendo il mercato pubblico sotto forma di telecamere a infrarossi installate sulle automobili grazie ai costi di produzione notevolmente ridotti.

Le telecamere termografiche rilevano la radiazione infrarossa nello spettro elettromagnetico (circa 9.000-14.000 nanometri o 9-14 μm) e ne producono immagini. Poiché la radiazione infrarossa viene emessa da tutti gli oggetti in base alla loro temperatura, secondo la legge della radiazione del corpo nero, la termografia consente di "vedere" l'ambiente circostante con o senza illuminazione visibile. La quantità di radiazione emessa da un oggetto aumenta con la temperatura, quindi la termografia consente di vedere le variazioni di temperatura.

Imaging iperspettrale

Un'immagine iperspettrale è un'immagine che contiene uno spettro continuo in un ampio intervallo spettrale per ciascun pixel. L'imaging iperspettrale sta acquisendo importanza nel campo della spettroscopia applicata, in particolare nelle regioni spettrali NIR, SWIR, MWIR e LWIR. Le applicazioni tipiche includono misurazioni biologiche, mineralogiche, di difesa e industriali.

L'immagine iperspettrale

L'imaging iperspettrale termico a infrarossi può essere eseguito in modo simile utilizzando una termocamera, con la differenza fondamentale che ogni pixel contiene uno spettro LWIR completo. Di conseguenza, l'identificazione chimica dell'oggetto può essere eseguita senza la necessità di una fonte di luce esterna come il Sole o la Luna. Queste termocamere sono tipicamente utilizzate per misurazioni geologiche, sorveglianza esterna e applicazioni UAV.

Riscaldamento

La radiazione infrarossa (IR) può effettivamente essere utilizzata come fonte di riscaldamento intenzionale in diverse applicazioni. Ciò è dovuto principalmente alla capacità della radiazione IR di trasferire direttamente il calore a oggetti o superfici senza riscaldare significativamente l'aria circostante. La radiazione infrarossa (IR) può effettivamente essere utilizzata come fonte di riscaldamento intenzionale in diverse applicazioni. Ciò è dovuto principalmente alla capacità della radiazione IR di trasferire direttamente il calore a oggetti o superfici senza riscaldare significativamente l'aria circostante.

La fonte di riscaldamento

La radiazione infrarossa è ampiamente utilizzata in vari processi di riscaldamento industriale. Ad esempio, nell'industria manifatturiera, lampade o pannelli IR vengono spesso impiegati per riscaldare materiali come plastica, metalli o rivestimenti, per la polimerizzazione, l'essiccazione o la formatura. La radiazione IR può essere controllata e indirizzata con precisione, consentendo un riscaldamento rapido ed efficiente in aree specifiche.