一、Инфрақызыл сәулелерді бөлудің жиі қолданылатын схемасы

Инфрақызыл (ИК) сәулеленудің жиі қолданылатын бір қосалқы схемасы толқын ұзындығы диапазонына негізделген. ИҚ спектрі әдетте келесі аймақтарға бөлінеді:

Жақын инфрақызыл (NIR):Бұл аймақ толқын ұзындығы бойынша шамамен 700 нанометрден (нм) 1,4 микрометрге (мкм) дейін ауытқиды. NIR сәулеленуі қашықтан зондтауда, талшықты-оптикалық телекоммуникацияда жиі қолданылады, себебі SiO2 шыны (кремний диоксиді) ортасындағы әлсіреу шығындары төмен. Кескінді күшейткіштер спектрдің осы аймағына сезімтал; мысалдарға түнде көретін көзілдірік сияқты түнгі көру құрылғылары жатады. Жақын инфрақызыл спектроскопия тағы бір кең таралған қолданба болып табылады.

Қысқа толқынды инфрақызыл (SWIR):«Қысқа толқынды инфрақызыл» немесе «SWIR» аймағы ретінде де белгілі, ол шамамен 1,4 мкм-ден 3 мкм-ге дейін созылады. SWIR сәулеленуі әдетте бейнелеуде, бақылауда және спектроскопияда қолданылады.

Орташа толқын ұзындығы инфрақызыл (MWIR):MWIR аймағы шамамен 3 мкм-ден 8 мкм-ге дейін созылады. Бұл диапазон термобейнелеуде, әскери нысанаға алуда және газды анықтау жүйелерінде жиі қолданылады.

Ұзын толқынды инфрақызыл (LWIR):LWIR аймағы шамамен 8 мкм-ден 15 мкм-ге дейінгі толқын ұзындығын қамтиды. Ол әдетте термобейнелеуде, түнде көру жүйелерінде және жанаспайтын температураны өлшеуде қолданылады.

Алыс инфрақызыл (FIR):Бұл аймақ толқын ұзындығы бойынша шамамен 15 мкм-ден 1 миллиметрге (мм) дейін созылады. FIR сәулеленуі астрономияда, қашықтықтан зондтауда және кейбір медициналық қолданбаларда жиі қолданылады.

Толқын ұзындығы диапазоны диаграммасы

NIR және SWIR бірге кейде «шағылысқан инфрақызыл» деп аталады, ал MWIR және LWIR кейде «жылу инфрақызыл» деп аталады.

二、Инфрақызыл сәулелерді қолдану

Түнгі көру

Инфрақызыл (ИК) түнгі көру жабдығында маңызды рөл атқарады, ол аз жарық немесе қараңғы ортада объектілерді анықтауға және визуализациялауға мүмкіндік береді. Түнгі көру көзілдірігі немесе монокулярлар сияқты кескінді күшейтетін дәстүрлі түнгі көру құрылғылары бар қоршаған орта жарығын, соның ішінде кез келген ИК сәулеленуді күшейтеді. Бұл құрылғылар кіріс фотондарды, соның ішінде ИК фотондарды электрондарға түрлендіру үшін фотокатодты пайдаланады. Содан кейін электрондар тездетіліп, көрінетін кескінді жасау үшін күшейтіледі. Инфрақызыл сәуле шығаратын инфрақызыл сəулелендіру құралдары қоршаған ортаның инфрақызыл сәулеленуі жеткіліксіз болатын толық қараңғылықта немесе аз жарық жағдайында көрінуді жақсарту үшін жиі осы құрылғыларға біріктірілген.

Төмен жарық ортасы

Термография

Инфрақызыл сәулеленуді объектілердің температурасын қашықтан анықтау үшін қолдануға болады (егер сәуле шығару қабілеті белгілі болса). Бұл термография деп аталады, немесе NIR-де өте ыстық немесе көрінетін объектілер жағдайында ол пирометрия деп аталады. Термография (жылу бейнелеу) негізінен әскери және өнеркәсіптік қолданбаларда қолданылады, бірақ өндіріс шығындарының айтарлықтай төмендеуіне байланысты технология автомобильдердегі инфрақызыл камералар түрінде қоғамдық нарыққа жетуде.

Термобейнелеу қолданбалары

Инфрақызыл сәулеленуді объектілердің температурасын қашықтан анықтау үшін қолдануға болады (егер сәуле шығару қабілеті белгілі болса). Бұл термография деп аталады, немесе NIR-де өте ыстық немесе көрінетін объектілер жағдайында ол пирометрия деп аталады. Термография (жылу бейнелеу) негізінен әскери және өнеркәсіптік қолданбаларда қолданылады, бірақ өндіріс шығындарының айтарлықтай төмендеуіне байланысты технология автомобильдердегі инфрақызыл камералар түрінде қоғамдық нарыққа жетуде.

Термографиялық камералар электромагниттік спектрдің инфрақызыл диапазонында (шамамен 9,000–14,000 нанометр немесе 9–14 мкм) сәулеленуді анықтайды және сол сәулеленудің кескінін жасайды. Инфрақызыл сәулеленуді барлық нысандар олардың температурасына байланысты шығаратындықтан, қара дененің сәулелену заңына сәйкес, термография қоршаған ортаны көрінетін жарықпен немесе жарықсыз «көруге» мүмкіндік береді. Нысан шығаратын сәулелену мөлшері температураға қарай артады, сондықтан термография температураның өзгеруін көруге мүмкіндік береді.

Гиперспектральды бейнелеу

Гиперспектрлік кескін - бұл әр пикселде кең спектрлік диапазон арқылы үздіксіз спектрді қамтитын «сурет». Гиперспектрлік бейнелеу қолданбалы спектроскопия саласында әсіресе NIR, SWIR, MWIR және LWIR спектрлік аймақтарында маңыздылыққа ие. Типтік қолданбаларға биологиялық, минералогиялық, қорғаныстық және өнеркәсіптік өлшемдер жатады.

Гиперспектрлік кескін

Термиялық инфрақызыл гиперспектрлік бейнелеуді термографиялық камераның көмегімен орындауға болады, негізгі айырмашылығы әрбір пикселде толық LWIR спектрі бар. Демек, нысанды химиялық сәйкестендіру Күн немесе Ай сияқты сыртқы жарық көзін қажет етпей-ақ орындалуы мүмкін. Мұндай камералар әдетте геологиялық өлшеулер, сыртқы бақылау және UAV қолданбалары үшін қолданылады.

Жылыту

Инфрақызыл (ИК) сәулеленуді әртүрлі қолданбаларда әдейі қыздыру көзі ретінде пайдалануға болады. Бұл, ең алдымен, ИК-сәулеленудің жылуды қоршаған ауаны айтарлықтай қыздырмай-ақ объектілерге немесе беттерге тікелей беру қабілетіне байланысты. Инфрақызыл (ИК) сәулеленуді әртүрлі қолданбаларда әдейі қыздыру көзі ретінде пайдалануға болады. Бұл, ең алдымен, ИК-сәулеленудің жылуды қоршаған ауаны айтарлықтай қыздырмай-ақ объектілерге немесе беттерге тікелей беру қабілетіне байланысты.

Жылыту көзі

Инфрақызыл сәулелену әртүрлі өнеркәсіптік қыздыру процестерінде кеңінен қолданылады. Мысалы, өндірісте инфрақызыл шамдар немесе панельдер пластик, металдар немесе жабындар сияқты материалдарды өңдеу, кептіру немесе қалыптау мақсаттарында қыздыру үшін жиі қолданылады. ИҚ-сәулеленуді нақты басқаруға және бағыттауға болады, бұл белгілі бір аумақтарды тиімді және жылдам қыздыруға мүмкіндік береді.