一、 Parasti izmantotā infrasarkano staru apakšiedalījuma shēma

Viena parasti izmantotā infrasarkanā (IR) starojuma apakšiedalījuma shēma ir balstīta uz viļņu garuma diapazonu. IR spektrs parasti ir sadalīts šādos reģionos:

Tuvo infrasarkano staru (NIR):Šī apgabala viļņa garums svārstās no aptuveni 700 nanometriem (nm) līdz 1,4 mikrometriem (μm). NIR starojumu bieži izmanto attālās uzrādes, optiskās šķiedras telekomunikācijās, jo SiO2 stikla (silīcija dioksīda) vidē ir mazi vājināšanās zudumi. Attēla pastiprinātāji ir jutīgi pret šo spektra zonu; piemēri ietver nakts redzamības ierīces, piemēram, nakts redzamības brilles. Tuvo infrasarkano staru spektroskopija ir vēl viens izplatīts lietojums.

Īsviļņu infrasarkanais starojums (SWIR):Pazīstams arī kā "īsviļņu infrasarkanais" vai "SWIR" reģions, tas stiepjas no aptuveni 1,4 μm līdz 3 μm. SWIR starojumu parasti izmanto attēlveidošanas, novērošanas un spektroskopijas lietojumos.

Vidēja viļņa garuma infrasarkanais starojums (MWIR):MWIR reģions ir no aptuveni 3 μm līdz 8 μm. Šo diapazonu bieži izmanto termiskās attēlveidošanas, militārās mērķēšanas un gāzes noteikšanas sistēmās.

Ilgviļņu infrasarkanais starojums (LWIR):LWIR reģions aptver viļņu garumus no aptuveni 8 μm līdz 15 μm. To parasti izmanto siltuma attēlveidošanā, nakts redzamības sistēmās un bezkontakta temperatūras mērījumos.

Tālo infrasarkano staru (FIR):Šis apgabals stiepjas no aptuveni 15 μm līdz 1 milimetram (mm) viļņa garumā. FIR starojumu bieži izmanto astronomijā, attālajā uzraudzībā un dažos medicīnas lietojumos.

Viļņa garuma diapazona diagramma

NIR un SWIR kopā dažreiz sauc par "atspoguļoto infrasarkano", savukārt MWIR un LWIR dažreiz sauc par "termisko infrasarkano".

二、Infrasarkanā starojuma lietojumprogrammas

Nakts redzamība

Infrasarkanajam starojumam (IR) ir izšķiroša nozīme nakts redzamības iekārtās, kas ļauj noteikt un vizualizēt objektus vājā apgaismojumā vai tumšā vidē. Tradicionālās attēla pastiprināšanas nakts redzamības ierīces, piemēram, nakts redzamības brilles vai monokulāri, pastiprina pieejamo apkārtējo apgaismojumu, tostarp visu esošo infrasarkano starojumu. Šīs ierīces izmanto fotokatodu, lai pārveidotu ienākošos fotonus, tostarp IR fotonus, elektronos. Pēc tam elektroni tiek paātrināti un pastiprināti, lai izveidotu redzamu attēlu. Infrasarkanie apgaismotāji, kas izstaro IR gaismu, bieži ir integrēti šajās ierīcēs, lai uzlabotu redzamību pilnīgā tumsā vai vāja apgaismojuma apstākļos, kad apkārtējais IR starojums ir nepietiekams.

Vāja apgaismojuma vide

Termogrāfija

Infrasarkano starojumu var izmantot, lai attālināti noteiktu objektu temperatūru (ja ir zināma izstarojuma koeficients). To sauc par termogrāfiju vai ļoti karstu objektu gadījumā NIR vai redzamus to sauc par pirometriju. Termogrāfiju (termisko attēlveidošanu) galvenokārt izmanto militāros un rūpnieciskos lietojumos, taču tehnoloģija nonāk publiskajā tirgū automašīnu infrasarkano staru kameru veidā, jo ievērojami samazinās ražošanas izmaksas.

Termiskās attēlveidošanas lietojumprogrammas

Infrasarkano starojumu var izmantot, lai attālināti noteiktu objektu temperatūru (ja ir zināma izstarojuma koeficients). To sauc par termogrāfiju vai ļoti karstu objektu gadījumā NIR vai redzamus to sauc par pirometriju. Termogrāfiju (termisko attēlveidošanu) galvenokārt izmanto militāros un rūpnieciskos lietojumos, taču tehnoloģija nonāk publiskajā tirgū automašīnu infrasarkano staru kameru veidā, jo ievērojami samazinās ražošanas izmaksas.

Termogrāfiskās kameras nosaka starojumu elektromagnētiskā spektra infrasarkanajā diapazonā (aptuveni 9000–14 000 nanometri jeb 9–14 μm) un rada šī starojuma attēlus. Tā kā infrasarkano starojumu izstaro visi objekti, pamatojoties uz to temperatūru, saskaņā ar melnā ķermeņa starojuma likumu, termogrāfija ļauj “redzēt” apkārtējo vidi ar redzamu apgaismojumu vai bez tā. Objekta izstarotā starojuma daudzums palielinās līdz ar temperatūru, tāpēc termogrāfija ļauj redzēt temperatūras svārstības.

Hiperspektrālā attēlveidošana

Hiperspektrālais attēls ir “attēls”, kas satur nepārtrauktu spektru plašā spektra diapazonā katrā pikselī. Hiperspektrālā attēlveidošana iegūst arvien lielāku nozīmi lietišķās spektroskopijas jomā, īpaši ar NIR, SWIR, MWIR un LWIR spektrālajiem apgabaliem. Tipiski pielietojumi ietver bioloģiskos, mineraloģiskos, aizsardzības un rūpnieciskos mērījumus.

Hiperspektrālais attēls

Termisko infrasarkano staru hiperspektrālo attēlveidošanu var veikt līdzīgi, izmantojot termogrāfisko kameru, ar būtisku atšķirību, ka katrs pikselis satur pilnu LWIR spektru. Līdz ar to objekta ķīmisko identifikāciju var veikt bez nepieciešamības pēc ārēja gaismas avota, piemēram, Saules vai Mēness. Šādas kameras parasti izmanto ģeoloģiskiem mērījumiem, āra novērošanai un UAV lietojumiem.

Apkure

Infrasarkano (IR) starojumu patiešām var izmantot kā apzinātu apkures avotu dažādos lietojumos. Tas galvenokārt ir saistīts ar IS starojuma spēju tieši pārnest siltumu uz objektiem vai virsmām, būtiski nesasildot apkārtējo gaisu. Infrasarkano (IR) starojumu patiešām var izmantot kā apzinātu apkures avotu dažādos lietojumos. Tas galvenokārt ir saistīts ar IS starojuma spēju tieši pārnest siltumu uz objektiem vai virsmām, būtiski nesasildot apkārtējo gaisu.

Apkures avots

Infrasarkanais starojums tiek plaši izmantots dažādos rūpnieciskās apkures procesos. Piemēram, ražošanā infrasarkanās spuldzes vai paneļus bieži izmanto, lai sildītu materiālus, piemēram, plastmasu, metālus vai pārklājumus, konservēšanas, žāvēšanas vai formēšanas nolūkos. IR starojumu var precīzi kontrolēt un virzīt, kas ļauj efektīvi un ātri uzsildīt noteiktās zonās.