一、გამოიყენება ინფრაწითელი ქვეგანყოფილების სქემა

ინფრაწითელი (IR) გამოსხივების ერთ-ერთი ყველაზე ხშირად გამოყენებული ქვედანაყოფის სქემა დაფუძნებულია ტალღის სიგრძის დიაპაზონზე. IR სპექტრი ზოგადად იყოფა შემდეგ რეგიონებად:

ახლო ინფრაწითელი (NIR):ეს რეგიონი ტალღის სიგრძეში დაახლოებით 700 ნანომეტრიდან (ნმ) 1,4 მიკრომეტრამდე (მკმ) მერყეობს. NIR გამოსხივება ხშირად გამოიყენება დისტანციური ზონდირებაში, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ტელეკომუნიკაციაში, დაბალი შესუსტების დანაკარგების გამო SiO2 მინის (სილიციუმის დიოქსიდი) გარემოში. გამოსახულების გამაძლიერებლები მგრძნობიარეა სპექტრის ამ არეზე; მაგალითები მოიცავს ღამის ხედვის მოწყობილობებს, როგორიცაა ღამის ხედვის სათვალე. ახლო ინფრაწითელი სპექტროსკოპია კიდევ ერთი გავრცელებული პროგრამაა.

მოკლე ტალღის სიგრძის ინფრაწითელი (SWIR):ასევე ცნობილია როგორც "მოკლეტალღოვანი ინფრაწითელი" ან "SWIR" რეგიონი, ის ვრცელდება დაახლოებით 1.4 μm-დან 3 μm-მდე. SWIR გამოსხივება ჩვეულებრივ გამოიყენება გამოსახულების, მეთვალყურეობისა და სპექტროსკოპიის აპლიკაციებში.

საშუალო ტალღის სიგრძის ინფრაწითელი (MWIR):MWIR რეგიონი მოიცავს დაახლოებით 3 μm-დან 8 μm-მდე. ეს დიაპაზონი ხშირად გამოიყენება თერმული გამოსახულების, სამხედრო დამიზნებისა და გაზის აღმოჩენის სისტემებში.

გრძელი ტალღის ინფრაწითელი (LWIR):LWIR რეგიონი მოიცავს ტალღის სიგრძეებს დაახლოებით 8 μm-დან 15 μm-მდე. იგი ჩვეულებრივ გამოიყენება თერმული გამოსახულების, ღამის ხედვის სისტემებში და არაკონტაქტური ტემპერატურის გაზომვებში.

შორეული ინფრაწითელი (FIR):ეს რეგიონი ვრცელდება დაახლოებით 15 მკმ-დან 1 მილიმეტრამდე (მმ) ტალღის სიგრძით. FIR გამოსხივება ხშირად გამოიყენება ასტრონომიაში, დისტანციურ ზონდირებაში და ზოგიერთ სამედიცინო პროგრამებში.

ტალღის სიგრძის დიაგრამა

NIR და SWIR ერთად ზოგჯერ უწოდებენ "არეკლი ინფრაწითელი", ხოლო MWIR და LWIR ზოგჯერ მოიხსენიება როგორც "თერმული ინფრაწითელი".

მაგალითად, ინფრაწითელი აპლიკაციები

ღამის ხედვა

ინფრაწითელი (IR) გადამწყვეტ როლს თამაშობს ღამის ხედვის მოწყობილობაში, რაც შესაძლებელს ხდის ობიექტების გამოვლენას და ვიზუალიზაციას დაბალ ან ბნელ გარემოში. გამოსახულების გამაძლიერებელი ღამის ხედვის ტრადიციული მოწყობილობები, როგორიცაა ღამის ხედვის სათვალეები ან მონოკლები, აძლიერებს ხელმისაწვდომ გარემოს, მათ შორის ნებისმიერ IR გამოსხივებას. ეს მოწყობილობები იყენებენ ფოტოკათოდს შემომავალი ფოტონების, მათ შორის IR ფოტონების, ელექტრონებად გადაქცევისთვის. შემდეგ ელექტრონები აჩქარდებიან და ძლიერდებიან ხილული გამოსახულების შესაქმნელად. ინფრაწითელი ილუმინატორები, რომლებიც ასხივებენ IR შუქს, ხშირად ინტეგრირდება ამ მოწყობილობებში, რათა გაზარდონ ხილვადობა სრულ სიბნელეში ან დაბალი განათების პირობებში, სადაც გარემოს IR გამოსხივება არასაკმარისია.

დაბალი განათების გარემო

თერმოგრაფია

ინფრაწითელი გამოსხივება შეიძლება გამოყენებულ იქნას ობიექტების ტემპერატურის დისტანციურად დასადგენად (თუ ემისიურობა ცნობილია). ამას ეწოდება თერმოგრაფია, ან ძალიან ცხელი ობიექტების შემთხვევაში NIR-ში ან ხილულში, მას ეწოდება პირომეტრია. თერმოგრაფია (თერმული გამოსახულება) ძირითადად გამოიყენება სამხედრო და სამრეწველო პროგრამებში, მაგრამ ტექნოლოგია აღწევს საჯარო ბაზარზე მანქანებზე ინფრაწითელი კამერების სახით, წარმოების მნიშვნელოვნად შემცირებული ხარჯების გამო.

თერმული გამოსახულების პროგრამები

ინფრაწითელი გამოსხივება შეიძლება გამოყენებულ იქნას ობიექტების ტემპერატურის დისტანციურად დასადგენად (თუ ემისიურობა ცნობილია). ამას ეწოდება თერმოგრაფია, ან ძალიან ცხელი ობიექტების შემთხვევაში NIR-ში ან ხილულში, მას ეწოდება პირომეტრია. თერმოგრაფია (თერმული გამოსახულება) ძირითადად გამოიყენება სამხედრო და სამრეწველო პროგრამებში, მაგრამ ტექნოლოგია აღწევს საჯარო ბაზარზე მანქანებზე ინფრაწითელი კამერების სახით, წარმოების მნიშვნელოვნად შემცირებული ხარჯების გამო.

თერმოგრაფიული კამერები აღმოაჩენენ გამოსხივებას ელექტრომაგნიტური სპექტრის ინფრაწითელ დიაპაზონში (დაახლოებით 9000–14000 ნანომეტრი ან 9–14 μm) და აწარმოებენ ამ გამოსხივების სურათებს. ვინაიდან ინფრაწითელი გამოსხივება ასხივებს ყველა ობიექტს მათი ტემპერატურის მიხედვით, შავი სხეულის გამოსხივების კანონის თანახმად, თერმოგრაფია შესაძლებელს ხდის გარემოს „დანახვას“ ხილული განათებით ან მის გარეშე. ობიექტის მიერ გამოსხივებული გამოსხივების რაოდენობა იზრდება ტემპერატურასთან ერთად, ამიტომ თერმოგრაფია საშუალებას იძლევა დაინახოს ტემპერატურის ცვალებადობა.

ჰიპერსპექტრული გამოსახულება

ჰიპერსპექტრული გამოსახულება არის "სურათი", რომელიც შეიცავს უწყვეტ სპექტრს ფართო სპექტრის დიაპაზონში თითოეულ პიქსელზე. ჰიპერსპექტრული გამოსახულება იძენს მნიშვნელობას გამოყენებითი სპექტროსკოპიის სფეროში, განსაკუთრებით NIR, SWIR, MWIR და LWIR სპექტრალური რეგიონებით. ტიპიური აპლიკაციები მოიცავს ბიოლოგიურ, მინერალოგიურ, თავდაცვით და სამრეწველო გაზომვებს.

ჰიპერსპექტრული გამოსახულება

თერმული ინფრაწითელი ჰიპერსპექტრული გამოსახულება შეიძლება ანალოგიურად შესრულდეს თერმოგრაფიული კამერის გამოყენებით, ფუნდამენტური განსხვავებით, რომ თითოეული პიქსელი შეიცავს სრულ LWIR სპექტრს. შესაბამისად, ობიექტის ქიმიური იდენტიფიკაცია შეიძლება განხორციელდეს გარე სინათლის წყაროს საჭიროების გარეშე, როგორიცაა მზე ან მთვარე. ასეთი კამერები, როგორც წესი, გამოიყენება გეოლოგიური გაზომვებისთვის, გარე სათვალთვალო და უპილოტო საფრენი აპარატებისთვის.

გათბობა

ინფრაწითელი (IR) გამოსხივება მართლაც შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც მიზანმიმართული გათბობის წყარო სხვადასხვა პროგრამებში. ეს, უპირველეს ყოვლისა, განპირობებულია IR გამოსხივების უნარით, პირდაპირ გადაიტანოს სითბო ობიექტებზე ან ზედაპირებზე, გარემომცველი ჰაერის მნიშვნელოვანი გაცხელების გარეშე. ინფრაწითელი (IR) გამოსხივება მართლაც შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც მიზანმიმართული გათბობის წყარო სხვადასხვა პროგრამებში. ეს, უპირველეს ყოვლისა, განპირობებულია IR გამოსხივების უნარით, პირდაპირ გადაიტანოს სითბო ობიექტებზე ან ზედაპირებზე, გარემომცველი ჰაერის მნიშვნელოვანი გაცხელების გარეშე.

გათბობის წყარო

ინფრაწითელი გამოსხივება ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა სამრეწველო გათბობის პროცესში. მაგალითად, წარმოებაში, IR ნათურები ან პანელები ხშირად გამოიყენება მასალების გასათბობად, როგორიცაა პლასტმასი, ლითონები ან საფარები, გამაგრების, გაშრობის ან ფორმირების მიზნით. IR გამოსხივება შეიძლება იყოს ზუსტად კონტროლირებადი და მიმართული, რაც საშუალებას იძლევა ეფექტური და სწრაფი გათბობა კონკრეტულ ადგილებში.