一、 Paprastai naudojama infraraudonųjų spindulių poskyrio schema

Viena dažniausiai naudojama infraraudonosios (IR) spinduliuotės poskyrio schema yra pagrįsta bangos ilgio diapazonu. IR spektras paprastai yra padalintas į šiuos regionus:

Artimos infraraudonieji (NIR):Šis regionas svyruoja nuo maždaug 700 nanometrų (NM) iki 1,4 mikrometrų (μM) bangos ilgio. NIR spinduliuotė dažnai naudojama nuotoliniu būdu, optiniu pluoštu telekomunikacijoje dėl mažų silpnėjimo nuostolių SiO2 stiklo (silicio dioksido) terpėje. Vaizdo intensyvumas yra jautrus šiai spektro sričiai; Pavyzdžiai yra naktinio matymo įrenginiai, tokie kaip „Night Vision“ akiniai. Artimosios infraraudonųjų spindulių spektroskopija yra dar viena įprasta taikymas.

Trumpojo bangos ilgio infraraudonųjų spindulių (SWIR):Taip pat žinomas kaip „trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių“ arba „SWIR“ sritis, jis tęsiasi nuo maždaug 1,4 μm iki 3 μm. SWIR radiacija dažniausiai naudojama vaizduojant, stebint ir spektroskopijos taikymui.

Vidutinio bangos ilgio infraraudonųjų spindulių (MWIR):MWIR sritis siekia maždaug nuo 3 μm iki 8 μm. Šis diapazonas dažnai naudojamas šiluminiuose vaizduose, kariniuose taikymo srityse ir dujų aptikimo sistemose.

Ilgalaikio ilgio infraraudonųjų spindulių (LWIR):LWIR sritis dengia bangos ilgį nuo maždaug 8 μm iki 15 μm. Paprastai jis naudojamas atliekant šiluminį vaizdą, naktinio matymo sistemas ir nekontaktinių temperatūros matavimus.

Tolimoji infraraudonųjų spindulių (eglė):Šis regionas tęsiasi nuo maždaug 15 μm iki 1 milimetro (mm) bangos ilgio. FIR spinduliuotė dažnai naudojama astronomijoje, nuotoliniame stebėjime ir tam tikrose medicininėse programose.

Bangos ilgio diapazono schema

NIR ir SWIR kartu kartais vadinami „atspindėta infraraudonųjų spinduliais“, tuo tarpu Mwir ir LWIR kartais vadinami „šilumine infraraudonųjų spinduliais“.

二、 Infraraudonųjų spindulių taikymas

Naktinis matymas

Infraraudonųjų spindulių (IR) vaidina lemiamą vaidmenį naktinio matymo įrangoje, leidžiančioje aptikti ir vizualizuoti objektus mažai apšvietimo ar tamsioje aplinkoje. Tradiciniai vaizdo intensyvinimo naktinio matymo įtaisai, tokie kaip naktinio matymo akiniai ar monokuliai, sustiprina turimą aplinkos šviesą, įskaitant bet kokią IR radiaciją. Šie prietaisai naudoja fotokatodą, kad konvertuotų gaunamus fotonus, įskaitant IR fotonus, į elektronus. Tada elektronai pagreitinami ir sustiprinami, kad būtų sukurtas matomas vaizdas. Infraraudonųjų spindulių iliuminatoriai, skleidžiantys IR šviesą, dažnai yra integruoti į šiuos prietaisus, kad padidintų matomumą visiškoje tamsoje ar mažo apšvietimo sąlygose, kai aplinkos IR spinduliuotė yra nepakankama.

Aplinka mažai apšvietimo

Termografija

Infraraudonųjų spindulių radiacija gali būti naudojama nuotoliniu būdu nustatyti objektų temperatūrą (jei žinomas emisija). Tai vadinama termografija arba labai karštų objektų atveju NIR arba matoma, kad ji vadinama pirometrija. Termografija (šiluminis vaizdavimas) daugiausia naudojamas karinėse ir pramoninėse programose, tačiau ši technologija pasiekia viešąją rinką kaip automobilių infraraudonųjų spindulių kameros dėl žymiai sumažėjusių gamybos išlaidų.

Šilumos vaizdavimo pritaikymas

Infraraudonųjų spindulių radiacija gali būti naudojama nuotoliniu būdu nustatyti objektų temperatūrą (jei žinomas emisija). Tai vadinama termografija arba labai karštų objektų atveju NIR arba matoma, kad ji vadinama pirometrija. Termografija (šiluminis vaizdavimas) daugiausia naudojamas karinėse ir pramoninėse programose, tačiau ši technologija pasiekia viešąją rinką kaip automobilių infraraudonųjų spindulių kameros dėl žymiai sumažėjusių gamybos išlaidų.

Termografinės kameros nustato radiaciją elektromagnetinio spektro infraraudonųjų spindulių diapazone (maždaug 9 000–14 000 nanometrų arba 9–14 μm) ir sukuria tos radiacijos vaizdus. Kadangi infraraudonųjų spindulių spinduliuotę skleidžia visi objektai, atsižvelgiant į jų temperatūrą, pagal juodojo kūno radiacijos įstatymą, termografija leidžia „pamatyti“ savo aplinką su matomu apšvietimu ar be jo. Objekto skleidžiamas radiacijos kiekis padidėja atsižvelgiant į temperatūrą, todėl termografija leidžia pamatyti temperatūros pokyčius.

Hiperspektriniai vaizdai

Hiperspektyvas vaizdas yra „paveikslėlis“, kuriame yra nuolatinis spektras per platų spektrinį diapazoną kiekviename pikselyje. Hiperspektriniai vaizdai įgauna svarbą taikomosios spektroskopijos srityje, ypač naudojant NIR, SWIR, MWIR ir LWIR spektrinius regionus. Tipiškos programos apima biologinius, mineraloginius, gynybos ir pramoninius matavimus.

Hiperspektyvas vaizdas

Šiluminio infraraudonųjų spindulių hiperspektrinį vaizdą galima atlikti panašiai naudojant termografinę kamerą, turint pagrindinį skirtumą, kad kiekviename pikselyje yra visas LWIR spektras. Taigi cheminį objekto identifikavimą galima atlikti nereikalaujant išorinio šviesos šaltinio, tokio kaip saulė ar mėnulis. Tokios kameros paprastai taikomos geologiniams matavimams, lauko stebėjimui ir UAV taikymui.

Šildymas

Infraraudonųjų spindulių radiacija iš tikrųjų gali būti naudojama kaip sąmoningas šildymo šaltinis įvairiose programose. Visų pirma tai lemia IR radiacijos gebėjimas tiesiogiai perkelti šilumą į objektus ar paviršius, žymiai kaitinant aplinkinio oro. Infraraudonųjų spindulių radiacija iš tikrųjų gali būti naudojama kaip sąmoningas šildymo šaltinis įvairiose programose. Visų pirma tai lemia IR radiacijos gebėjimas tiesiogiai perkelti šilumą į objektus ar paviršius, žymiai kaitinant aplinkinio oro.

Šildymo šaltinis

Infraraudonųjų spindulių radiacija plačiai naudojama įvairiuose pramoninio šildymo procesuose. Pavyzdžiui, gamybos metu IR lempos ar plokštės dažnai naudojamos šilumos medžiagoms, tokioms kaip plastikai, metalai ar dangos, kad būtų galima kietėti, džiovinti ar formuoti. IR radiacija gali būti tiksliai kontroliuojama ir nukreipta, leidžianti efektyviai ir greitai kaitinti konkrečias vietas.