一、一般的に使用される赤外線の細分化スキーム

赤外線 (IR) 放射の一般的に使用される細分スキームの 1 つは、波長範囲に基づいています。 IR スペクトルは通常、次の領域に分割されます。

近赤外線 (NIR):この領域の波長は約 700 ナノメートル (nm) から 1.4 マイクロメートル (μm) です。 NIR 放射は、SiO2 ガラス (シリカ) 媒体の減衰損失が低いため、リモート センシングや光ファイバー通信でよく使用されます。イメージインテンシファイアはスペクトルのこの領域に敏感です。例には、暗視ゴーグルなどの暗視装置が含まれます。近赤外分光法も一般的な用途です。

短波長赤外線 (SWIR):「短波赤外線」または「SWIR」領域としても知られ、その範囲は約 1.4 μm から 3 μm です。 SWIR 放射は、イメージング、監視、分光分析の用途で一般的に利用されています。

中波長赤外線 (MWIR):MWIR 領域は約 3 μm から 8 μm の範囲に及びます。この範囲は、熱画像処理、軍事目標設定、およびガス検知システムで頻繁に使用されます。

長波長赤外線 (LWIR):LWIR 領域は、約 8 μm ～ 15 μm の波長をカバーします。これは、赤外線画像、暗視システム、および非接触温度測定で一般的に使用されます。

遠赤外線（FIR）:この領域は、波長が約 15 μm から 1 ミリメートル (mm) に及びます。 FIR 放射は、天文学、リモート センシング、および特定の医療用途でよく使用されます。

波長範囲図

NIR と SWIR は合わせて「反射赤外線」と呼ばれることもあり、MWIR と LWIR は「熱赤外線」と呼ばれることもあります。

二、赤外線の応用

ナイトビジョン

赤外線 (IR) は暗視装置において重要な役割を果たし、薄暗い環境や暗い環境でも物体の検出と視覚化を可能にします。暗視ゴーグルや単眼鏡などの従来の画像増強暗視装置は、存在する赤外線を含む周囲光を増幅します。これらのデバイスは、光電陰極を使用して、IR 光子を含む入射光子を電子に変換します。その後、電子は加速および増幅されて、可視画像が作成されます。周囲の IR 放射が不十分な完全な暗闇や低照度条件での視認性を高めるために、IR 光を放射する赤外線照明器がこれらのデバイスに組み込まれることがよくあります。

低照度環境

サーモグラフィー

赤外線を使用すると、物体の温度を遠隔から測定できます (放射率がわかっている場合)。これはサーモグラフィーと呼ばれ、NIR または可視の非常に熱い物体の場合は高温測定と呼ばれます。サーモグラフィー (熱画像) は主に軍事および産業用途で使用されていますが、製造コストが大幅に削減されたため、この技術は自動車の赤外線カメラの形で一般市場に普及しつつあります。

熱画像アプリケーション

赤外線を使用すると、物体の温度を遠隔から測定できます (放射率がわかっている場合)。これはサーモグラフィーと呼ばれ、NIR または可視の非常に熱い物体の場合は高温測定と呼ばれます。サーモグラフィー (熱画像) は主に軍事および産業用途で使用されていますが、製造コストが大幅に削減されたため、この技術は自動車の赤外線カメラの形で一般市場に普及しつつあります。

サーモグラフィ カメラは、電磁スペクトルの赤外線範囲 (およそ 9,000 ～ 14,000 ナノメートルまたは 9 ～ 14 μm) の放射線を検出し、その放射線の画像を生成します。黒体輻射の法則に従って、赤外線はすべての物体からその温度に基づいて放射されるため、サーモグラフィーを使用すると、可視照明の有無にかかわらず、周囲の環境を「見る」ことができます。物体から放出される放射線の量は温度とともに増加するため、サーモグラフィーを使用すると温度の変化を確認できます。

ハイパースペクトルイメージング

ハイパースペクトル画像は、各ピクセルに広いスペクトル範囲にわたる連続スペクトルを含む「画像」です。ハイパースペクトル イメージングは​​、応用分光法の分野、特に NIR、SWIR、MWIR、LWIR スペクトル領域で重要性を増しています。典型的な用途には、生物学的、鉱物学的、防衛、工業用の測定が含まれます。

ハイパースペクトル画像

熱赤外ハイパースペクトル イメージングは​​、サーモグラフィ カメラを使用して同様に実行できますが、基本的な違いは、各ピクセルに完全な LWIR スペクトルが含まれているという点です。その結果、太陽や月などの外部光源を必要とせずに、物体の化学的識別を行うことができます。このようなカメラは通常、地質測定、屋外監視、UAV アプリケーションに適用されます。

加熱

実際、赤外線 (IR) 放射は、さまざまな用途で意図的な加熱源として使用できます。これは主に、周囲の空気を大幅に加熱することなく物体または表面に熱を直接伝達する赤外線放射の能力によるものです。実際、赤外線 (IR) 放射は、さまざまな用途で意図的な加熱源として使用できます。これは主に、周囲の空気を大幅に加熱することなく物体または表面に熱を直接伝達する赤外線放射の能力によるものです。

熱源

赤外線は、さまざまな工業用加熱プロセスで広く使用されています。たとえば、製造では、硬化、乾燥、または成形の目的で、プラスチック、金属、コーティングなどの材料を加熱するために、IR ランプまたはパネルがよく使用されます。 IR放射は正確に制御および方向付けできるため、特定の領域を効率的かつ迅速に加熱できます。