一、 Dažniausiai naudojama infraraudonųjų spindulių padalijimo schema

Viena dažniausiai naudojama infraraudonosios (IR) spinduliuotės padalijimo schema yra pagrįsta bangų ilgių diapazonu. IR spektras paprastai skirstomas į šiuos regionus:

Infraraudonųjų spindulių (NIR):Šios srities bangos ilgis svyruoja nuo maždaug 700 nanometrų (nm) iki 1,4 mikrometro (μm). NIR spinduliuotė dažnai naudojama nuotolinio aptikimo, šviesolaidinio ryšio telekomunikacijoje dėl mažų SiO2 stiklo (silicio dioksido) terpės slopinimo nuostolių. Vaizdo stiprintuvai yra jautrūs šiai spektro sričiai; pavyzdžiui, naktinio matymo prietaisai, tokie kaip naktinio matymo akiniai. Infraraudonųjų spindulių spektroskopija yra dar vienas įprastas pritaikymas.

Trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių (SWIR):Taip pat žinomas kaip „trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių“ arba „SWIR“ regionas, jis tęsiasi nuo maždaug 1,4 μm iki 3 μm. SWIR spinduliuotė dažniausiai naudojama vaizdavimo, stebėjimo ir spektroskopijos srityse.

Vidutinio bangos ilgio infraraudonieji spinduliai (MWIR):MWIR sritis apima maždaug nuo 3 μm iki 8 μm. Šis diapazonas dažnai naudojamas terminio vaizdo, karinio taikymo ir dujų aptikimo sistemose.

Ilgosios bangos infraraudonieji spinduliai (LWIR):LWIR sritis apima bangų ilgius nuo maždaug 8 μm iki 15 μm. Jis dažniausiai naudojamas šiluminiam vaizdavimui, naktinio matymo sistemoms ir nekontaktiniams temperatūros matavimams.

Tolimųjų infraraudonųjų spindulių (FIR):Šios srities bangos ilgis yra nuo maždaug 15 μm iki 1 milimetro (mm). FIR spinduliuotė dažnai naudojama astronomijoje, nuotoliniame tyrime ir tam tikrose medicinos srityse.

Bangos ilgio diapazono diagrama

NIR ir SWIR kartu kartais vadinami „atspindinčiais infraraudonaisiais spinduliais“, o MWIR ir LWIR kartais vadinami „šilumos infraraudonaisiais spinduliais“.

二、Infraraudonųjų spindulių programos

Naktinis matymas

Infraraudonieji spinduliai (IR) vaidina lemiamą vaidmenį naktinio matymo įrangoje, leidžiantį aptikti ir vizualizuoti objektus prasto apšvietimo ar tamsioje aplinkoje. Tradiciniai vaizdo intensyvinimo naktinio matymo prietaisai, tokie kaip naktinio matymo akiniai ar monokuliarai, sustiprina esamą aplinkos šviesą, įskaitant bet kokią IR spinduliuotę. Šie įrenginiai naudoja fotokatodą, kad įeinančius fotonus, įskaitant IR fotonus, paverstų elektronais. Tada elektronai pagreitinami ir sustiprinami, kad būtų sukurtas matomas vaizdas. Infraraudonųjų spindulių šviestuvai, skleidžiantys IR šviesą, dažnai integruojami į šiuos įrenginius, kad pagerintų matomumą visiškoje tamsoje arba prasto apšvietimo sąlygomis, kai aplinkos IR spinduliuotės nepakanka.

Žemo apšvietimo aplinka

Termografija

Infraraudonųjų spindulių pagalba galima nuotoliniu būdu nustatyti objektų temperatūrą (jei spinduliavimo koeficientas žinomas). Tai vadinama termografija arba, jei NIR yra labai karšti ar matomi objektai, tai vadinama pirometrija. Termografija (terminė vizualizacija) daugiausia naudojama karinėse ir pramoninėse srityse, tačiau ši technologija viešąją rinką pasiekia kaip infraraudonųjų spindulių kameros automobiliuose dėl labai sumažėjusių gamybos sąnaudų.

Šiluminio vaizdo programos

Infraraudonųjų spindulių pagalba galima nuotoliniu būdu nustatyti objektų temperatūrą (jei spinduliavimo koeficientas žinomas). Tai vadinama termografija arba, jei NIR yra labai karšti ar matomi objektai, tai vadinama pirometrija. Termografija (terminė vizualizacija) daugiausia naudojama karinėse ir pramoninėse srityse, tačiau ši technologija viešąją rinką pasiekia kaip infraraudonųjų spindulių kameros automobiliuose dėl labai sumažėjusių gamybos sąnaudų.

Termografinės kameros aptinka spinduliuotę elektromagnetinio spektro infraraudonųjų spindulių diapazone (maždaug 9 000–14 000 nanometrų arba 9–14 μm) ir sukuria tos spinduliuotės vaizdus. Kadangi infraraudonąją spinduliuotę skleidžia visi objektai pagal jų temperatūrą, pagal juodojo kūno spinduliuotės dėsnį termografija leidžia „matyti“ savo aplinką su matomu apšvietimu arba be jo. Objekto skleidžiamos spinduliuotės kiekis didėja didėjant temperatūrai, todėl termografija leidžia matyti temperatūros svyravimus.

Hiperspektrinis vaizdas

Hiperspektrinis vaizdas yra „vaizdas“, turintis nuolatinį spektrą per platų spektro diapazoną kiekviename pikselyje. Hiperspektrinis vaizdavimas tampa vis svarbesnis taikomosios spektroskopijos srityje, ypač naudojant NIR, SWIR, MWIR ir LWIR spektrines sritis. Įprastai naudojami biologiniai, mineraloginiai, gynybos ir pramoniniai matavimai.

Hiperspektrinis vaizdas

Šiluminis infraraudonųjų spindulių hiperspektrinis vaizdas gali būti panašiai atliekamas naudojant termografinę kamerą, tačiau esminis skirtumas yra tas, kad kiekviename pikselyje yra visas LWIR spektras. Vadinasi, cheminis objekto identifikavimas gali būti atliktas nenaudojant išorinio šviesos šaltinio, pavyzdžiui, Saulės ar Mėnulio. Tokios kameros paprastai naudojamos geologiniams matavimams, lauko stebėjimui ir UAV taikymams.

Šildymas

Infraraudonųjų spindulių (IR) spinduliuotė iš tiesų gali būti naudojama kaip apgalvotas šildymo šaltinis įvairiose srityse. Taip yra visų pirma dėl IR spinduliuotės gebėjimo tiesiogiai perduoti šilumą objektams ar paviršiams, žymiai nekaitinant aplinkinio oro. Infraraudonųjų spindulių (IR) spinduliuotė iš tiesų gali būti naudojama kaip apgalvotas šildymo šaltinis įvairiose srityse. Taip yra visų pirma dėl IR spinduliuotės gebėjimo tiesiogiai perduoti šilumą objektams ar paviršiams, žymiai nekaitinant aplinkinio oro.

Šildymo šaltinis

Infraraudonoji spinduliuotė plačiai naudojama įvairiuose pramoninio šildymo procesuose. Pavyzdžiui, gamyboje infraraudonųjų spindulių lempos arba plokštės dažnai naudojamos medžiagoms, tokioms kaip plastikai, metalai ar dangos, šildyti kietėjimo, džiovinimo ar formavimo tikslais. IR spinduliuotę galima tiksliai valdyti ir nukreipti, todėl tam tikrose vietose galima efektyviai ir greitai šildyti.