一、 Schema di sub-divisione comunemente usato di infrarossi

Uno schema di sub-divisione comunemente usato delle radiazioni a infrarossi (IR) si basa sull'intervallo di lunghezza d'onda. Lo spettro IR è generalmente diviso nelle seguenti regioni:

Vicino a infrarossi (NIR):Questa regione varia da circa 700 nanometri (nm) a 1,4 micrometri (μm) di lunghezza d'onda. Le radiazioni NIR sono spesso utilizzate in telerilevamento, telecomunicazione in fibra ottica a causa delle basse perdite di attenuazione nel mezzo di vetro SiO2 (silice). Gli intensificatori dell'immagine sono sensibili a questa area dello spettro; Esempi includono dispositivi di visione notturna come occhiali da visione notturna. La spettroscopia del vicino infrarosso è un'altra applicazione comune.

Infrarosso a lunghezza d'onda corta (SWIR):Conosciuta anche come regione "infrarossi a onde corte" o "swir", si estende da circa 1,4 μm a 3 μm. Le radiazioni SWIR sono comunemente utilizzate nelle applicazioni di imaging, sorveglianza e spettroscopia.

A infrarossi di lunghezza d'onda (MWIR):La regione MWIR si estende da circa 3 μm a 8 μm. Questo intervallo è spesso impiegato in sistemi di imaging termico, targeting militare e rilevamento del gas.

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

Far-Infrared (FIR):Questa regione si estende da circa 15 μm a 1 millimetro (mm) in lunghezza d'onda. Le radiazioni FIR sono spesso utilizzate in astronomia, telerilevamento e alcune applicazioni mediche.

Diagramma della gamma di lunghezze d'onda

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

二、 Applicazioni di 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 in condizioni di scarsa illuminazione o oscura. Intensificazione dell'immagine tradizionale I dispositivi di visione notturna, come occhiali per visione notturna o monoculari, amplificano la luce ambientale disponibile, compresa qualsiasi radiazione IR presente. Questi dispositivi utilizzano un fotocathode per convertire i fotoni in arrivo, compresi i fotoni IR, in elettroni. Gli elettroni vengono quindi accelerati e amplificati per creare un'immagine visibile. Gli illuminatori a infrarossi, che emettono la luce IR, sono spesso integrati in questi dispositivi per migliorare la visibilità nell'oscurità completa o in condizioni di scarsa luminosità in cui le radiazioni IR ambientali sono insufficienti.

Ambiente a bassa luce

Termografia

Le radiazioni a infrarossi possono essere utilizzate per determinare a distanza la temperatura degli oggetti (se l'emissività è nota). Questo è definito termografia o nel caso di oggetti molto caldi nel NIR o visibile è definita pirometria. La termografia (imaging termico) è utilizzata principalmente nelle applicazioni militari e industriali, ma la tecnologia sta raggiungendo il mercato pubblico sotto forma di telecamere a infrarossi sulle auto a causa di costi di produzione notevolmente ridotti.

Applicazioni di imaging termico

Le radiazioni a infrarossi possono essere utilizzate per determinare a distanza la temperatura degli oggetti (se l'emissività è nota). Questo è definito termografia o nel caso di oggetti molto caldi nel NIR o visibile è definita pirometria. La termografia (imaging termico) è utilizzata principalmente nelle applicazioni militari e industriali, ma la tecnologia sta raggiungendo il mercato pubblico sotto forma di telecamere a infrarossi sulle auto a causa di costi di produzione notevolmente ridotti.

Le telecamere termografiche rilevano le radiazioni nell'intervallo infrarosso dello spettro elettromagnetico (circa 9.000-14.000 nanometri o 9-14 μm) e producono immagini di tali radiazioni. Poiché le radiazioni a infrarossi vengono emesse da tutti gli oggetti in base alle loro temperature, secondo la legge sulle radiazioni del corpo nero, la termografia consente di "vedere" il proprio ambiente con o senza illuminazione visibile. La quantità di radiazioni emesse da un oggetto aumenta con la temperatura, quindi la termografia consente di vedere variazioni di temperatura.

Imaging iperspettrale

Un'immagine iperspettrale è una "immagine" contenente spettro continuo attraverso un ampio intervallo spettrale su ciascun pixel. L'imaging iperspettrale sta acquisendo importanza nel campo della spettroscopia applicata in particolare con le regioni spettrali NIR, SWIR, MWIR e LWIR. Le applicazioni tipiche includono misurazioni biologiche, mineralogiche, di difesa e industriali.

L'immagine iperspettrale

L'imaging iperspettrale a infrarossi termici può essere eseguito in modo simile utilizzando una telecamera termografica, con la differenza fondamentale che ogni pixel contiene uno spettro LWIR completo. Di conseguenza, l'identificazione chimica dell'oggetto può essere eseguita senza necessità di una fonte di luce esterna come il sole o la luna. Tali telecamere sono in genere applicate per misurazioni geologiche, sorveglianza esterna e applicazioni UAV.

Riscaldamento

Le radiazioni a infrarossi (IR) possono effettivamente essere utilizzate come fonte di riscaldamento deliberata in varie applicazioni. Ciò è dovuto principalmente alla capacità della radiazione IR di trasferire direttamente il calore a oggetti o superfici senza riscaldare in modo significativo l'aria circostante. Le radiazioni a infrarossi (IR) possono effettivamente essere utilizzate come fonte di riscaldamento deliberata in varie applicazioni. Ciò è dovuto principalmente alla capacità della radiazione IR di trasferire direttamente il calore a oggetti o superfici senza riscaldare in modo significativo l'aria circostante.

La fonte di riscaldamento

Le radiazioni a infrarossi sono ampiamente utilizzate in vari processi di riscaldamento industriale. Ad esempio, nella produzione, le lampade IR o i pannelli sono spesso impiegati a materiali di calore, come materie plastiche, metalli o rivestimenti, per scopi di indurimento, asciugatura o formazione. Le radiazioni IR possono essere controllate e dirette con precisione, consentendo un riscaldamento efficiente e rapido in aree specifiche.