一、סכימת תת-חלוקה בשימוש נפוץ של אינפרא אדום

ערכת תת-חלוקה נפוצה אחת של קרינת אינפרא אדום (IR) מבוססת על טווח אורכי הגל. ספקטרום IR מחולק בדרך כלל לאזורים הבאים:

כמעט אינפרא אדום (NIR):אזור זה נע בין כ-700 ננומטר (ננומטר) ל-1.4 מיקרומטר (מיקרומטר) באורך גל. קרינת NIR משמשת לעתים קרובות בחישה מרחוק, תקשורת סיבים אופטיים בגלל הפסדי הנחתה נמוכים במדיום זכוכית SiO2 (סיליקה). מגבירי תמונה רגישים לאזור זה של הספקטרום; דוגמאות כוללות התקני ראיית לילה כגון משקפי ראיית לילה. ספקטרוסקופיה קרובה לאינפרא אדום היא יישום נפוץ נוסף.

אינפרא אדום באורך גל קצר (SWIR):הידוע גם כאזור "אינפרא אדום גל קצר" או "SWIR", הוא משתרע בין כ-1.4 מיקרומטר ל-3 מיקרומטר. קרינת SWIR משמשת בדרך כלל ביישומי הדמיה, מעקב וספקטרוסקופיה.

אינפרא אדום באורך גל בינוני (MWIR):אזור MWIR משתרע בין כ-3 מיקרומטר ל-8 מיקרומטר. טווח זה משמש לעתים קרובות בהדמיה תרמית, מיקוד צבאי ומערכות זיהוי גזים.

אינפרא אדום באורך גל ארוך (LWIR):אזור LWIR מכסה אורכי גל בסביבות 8 מיקרומטר עד 15 מיקרומטר. הוא משמש בדרך כלל בהדמיה תרמית, מערכות ראיית לילה ומדידות טמפרטורה ללא מגע.

אינפרא אדום רחוק (FIR):אזור זה משתרע בין כ-15 מיקרומטר ל-1 מילימטר (מ"מ) באורך גל. קרינת FIR משמשת לעתים קרובות באסטרונומיה, חישה מרחוק ויישומים רפואיים מסוימים.

דיאגרמת טווח אורכי גל

NIR ו- SWIR ביחד נקראים לפעמים "אינפרא אדום מוחזר", ואילו MWIR ו-LWIR מכונה לפעמים "אינפרא אדום תרמי".

二、יישומים של אינפרא אדום

ראיית לילה

אינפרא אדום (IR) ממלא תפקיד מכריע בציוד לראיית לילה, המאפשר זיהוי והדמיה של עצמים בסביבות באור נמוך או חשוך. התקני ראיית לילה מסורתיים להעצמת תמונה, כגון משקפי ראיית לילה או מונוקולרים, מגבירים את האור הסביבתי הזמין, כולל כל קרינת IR הקיימת. מכשירים אלה משתמשים בפוטוקתודה כדי להמיר פוטונים נכנסים, כולל פוטונים IR, לאלקטרונים. לאחר מכן מואצים האלקטרונים ומוגברים ליצירת תמונה נראית לעין. מנורות אינפרא אדום, הפולטות אור IR, משולבים לעתים קרובות במכשירים אלה כדי לשפר את הנראות בחושך מוחלט או בתנאי תאורה חלשים שבהם קרינת ה-IR הסביבתית אינה מספקת.

סביבת תאורה נמוכה

תרמוגרפיה

ניתן להשתמש בקרינה אינפרא אדומה כדי לקבוע מרחוק את הטמפרטורה של עצמים (אם מידת הפליטה ידועה). זה נקרא תרמוגרפיה, או במקרה של עצמים חמים מאוד ב-NIR או גלויים זה נקרא פירומטריה. תרמוגרפיה (הדמיה תרמית) משמשת בעיקר ביישומים צבאיים ותעשייתיים אך הטכנולוגיה מגיעה לשוק הציבורי בצורה של מצלמות אינפרא אדום במכוניות עקב עלויות ייצור מופחתות מאוד.

יישומי הדמיה תרמית

ניתן להשתמש בקרינה אינפרא אדומה כדי לקבוע מרחוק את הטמפרטורה של עצמים (אם מידת הפליטה ידועה). זה נקרא תרמוגרפיה, או במקרה של עצמים חמים מאוד ב-NIR או גלויים זה נקרא פירומטריה. תרמוגרפיה (הדמיה תרמית) משמשת בעיקר ביישומים צבאיים ותעשייתיים אך הטכנולוגיה מגיעה לשוק הציבורי בצורה של מצלמות אינפרא אדום במכוניות עקב עלויות ייצור מופחתות מאוד.

מצלמות תרמוגרפיות מזהות קרינה בטווח האינפרא אדום של הספקטרום האלקטרומגנטי (בערך 9,000-14,000 ננומטר או 9-14 מיקרומטר) ומפיקות תמונות של קרינה זו. מכיוון שקרינת אינפרא אדום נפלטת על ידי כל העצמים בהתבסס על הטמפרטורות שלהם, על פי חוק קרינת הגוף השחור, התרמוגרפיה מאפשרת "לראות" את סביבתו עם או בלי תאורה גלויה. כמות הקרינה הנפלטת על ידי עצם עולה עם הטמפרטורה, ולכן התרמוגרפיה מאפשרת לראות שינויים בטמפרטורה.

הדמיה היפרספקטרלית

תמונה היפרספקטרלית היא "תמונה" המכילה ספקטרום רציף בטווח ספקטרלי רחב בכל פיקסל. הדמיה היפרספקטרלית תופסת חשיבות בתחום הספקטרוסקופיה המיושמת במיוחד עם אזורים ספקטרליים של NIR, SWIR, MWIR ו-LWIR. יישומים אופייניים כוללים מדידות ביולוגיות, מינרלוגיות, הגנה ותעשייתיות.

התמונה ההיפרספקטרלית

הדמיה היפרספקטרלית תרמית אינפרא אדום יכולה להתבצע באופן דומה באמצעות מצלמה תרמוגרפית, עם ההבדל הבסיסי שכל פיקסל מכיל ספקטרום LWIR מלא. כתוצאה מכך, ניתן לבצע זיהוי כימי של העצם ללא צורך במקור אור חיצוני כגון השמש או הירח. מצלמות כאלה מיושמות בדרך כלל למדידות גיאולוגיות, מעקבים חיצוניים ויישומי מל"טים.

הַסָקָה

קרינת אינפרא אדום (IR) אכן יכולה לשמש כמקור חימום מכוון ביישומים שונים. הדבר נובע בעיקר מהיכולת של קרינת IR להעביר ישירות חום לחפצים או למשטחים מבלי לחמם משמעותית את האוויר שמסביב. קרינת אינפרא אדום (IR) אכן יכולה לשמש כמקור חימום מכוון ביישומים שונים. הדבר נובע בעיקר מהיכולת של קרינת IR להעביר ישירות חום לחפצים או למשטחים מבלי לחמם משמעותית את האוויר שמסביב.

מקור החימום

קרינת אינפרא אדום נמצאת בשימוש נרחב בתהליכי חימום תעשייתיים שונים. לדוגמה, בייצור, מנורות IR או פאנלים משמשים לעתים קרובות לחימום חומרים, כגון פלסטיק, מתכות או ציפויים, למטרות ריפוי, ייבוש או גיבוש. ניתן לשלוט ולכוון את קרינת ה-IR במדויק, מה שמאפשר חימום יעיל ומהיר באזורים ספציפיים.