一、Veelgebruikt onderverdelingsschema van infrarood

Een veelgebruikt onderverdelingsschema voor infraroodstraling (IR) is gebaseerd op het golflengtebereik. Het IR-spectrum is over het algemeen verdeeld in de volgende regio's:

Nabij-infrarood (NIR):Dit gebied varieert van ongeveer 700 nanometer (nm) tot 1,4 micrometer (μm) in golflengte. NIR-straling wordt vaak gebruikt bij teledetectie en glasvezeltelecommunicatie vanwege de lage verzwakkingsverliezen in het SiO2-glas (silica) medium. Beeldversterkers zijn gevoelig voor dit deel van het spectrum; voorbeelden zijn onder meer nachtkijkers, zoals nachtkijkers. Nabij-infraroodspectroscopie is een andere veel voorkomende toepassing.

Kortegolf-infrarood (SWIR):Ook bekend als het “kortegolf-infrarood”- of “SWIR”-gebied, strekt het zich uit van ongeveer 1,4 μm tot 3 μm. SWIR-straling wordt vaak gebruikt bij toepassingen op het gebied van beeldvorming, bewaking en spectroscopie.

Middengolflengte infrarood (MWIR):Het MWIR-gebied strekt zich uit van ongeveer 3 μm tot 8 μm. Dit bereik wordt vaak gebruikt in thermische beeldvorming, militaire targeting en gasdetectiesystemen.

Langegolf-infrarood (LWIR):Het LWIR-gebied bestrijkt golflengten van ongeveer 8 μm tot 15 μm. Het wordt vaak gebruikt in thermische beeldvorming, nachtzichtsystemen en contactloze temperatuurmetingen.

Ver-infrarood (FIR):Dit gebied strekt zich uit van ongeveer 15 μm tot 1 millimeter (mm) in golflengte. FIR-straling wordt vaak gebruikt in de astronomie, teledetectie en bepaalde medische toepassingen.

Golflengtebereikdiagram

NIR en SWIR samen worden soms “gereflecteerd infrarood” genoemd, terwijl MWIR en LWIR soms “thermisch infrarood” worden genoemd.

二、Toepassingen van infrarood

Nachtzicht

Infrarood (IR) speelt een cruciale rol in nachtzichtapparatuur en maakt de detectie en visualisatie van objecten in omgevingen met weinig licht of donker mogelijk. Traditionele nachtkijkers met beeldversterking, zoals nachtkijkers of verrekijkers, versterken het beschikbare omgevingslicht, inclusief eventueel aanwezige IR-straling. Deze apparaten gebruiken een fotokathode om binnenkomende fotonen, inclusief IR-fotonen, om te zetten in elektronen. De elektronen worden vervolgens versneld en versterkt om een ​​zichtbaar beeld te creëren. Infraroodstralers, die IR-licht uitstralen, worden vaak in deze apparaten geïntegreerd om de zichtbaarheid te verbeteren in volledige duisternis of bij weinig licht, waar de IR-straling van de omgeving onvoldoende is.

Omgeving met weinig licht

Thermografie

Infraroodstraling kan worden gebruikt om op afstand de temperatuur van objecten te bepalen (als de emissiviteit bekend is). Dit wordt thermografie genoemd, of in het geval van zeer hete objecten in de NIR of zichtbaar wordt het pyrometrie genoemd. Thermografie (thermische beeldvorming) wordt voornamelijk gebruikt in militaire en industriële toepassingen, maar de technologie bereikt de publieke markt in de vorm van infraroodcamera's op auto's vanwege de sterk verlaagde productiekosten.

Toepassingen voor thermische beeldvorming

Infraroodstraling kan worden gebruikt om op afstand de temperatuur van objecten te bepalen (als de emissiviteit bekend is). Dit wordt thermografie genoemd, of in het geval van zeer hete objecten in de NIR of zichtbaar wordt het pyrometrie genoemd. Thermografie (thermische beeldvorming) wordt voornamelijk gebruikt in militaire en industriële toepassingen, maar de technologie bereikt de publieke markt in de vorm van infraroodcamera's op auto's vanwege de sterk verlaagde productiekosten.

Thermografische camera's detecteren straling in het infrarode bereik van het elektromagnetische spectrum (ongeveer 9.000–14.000 nanometer of 9–14 μm) en produceren beelden van die straling. Omdat infraroodstraling door alle objecten wordt uitgezonden op basis van hun temperatuur, maakt thermografie het volgens de stralingswet van het zwarte lichaam mogelijk om de omgeving te 'zien', met of zonder zichtbare verlichting. De hoeveelheid straling die door een object wordt uitgezonden, neemt toe met de temperatuur, daarom maakt thermografie het mogelijk temperatuurvariaties te zien.

Hyperspectrale beeldvorming

Een hyperspectraal beeld is een “beeld” dat een continu spectrum bevat over een breed spectraal bereik bij elke pixel. Hyperspectrale beeldvorming wint aan belang op het gebied van toegepaste spectroscopie, vooral met de spectrale gebieden NIR, SWIR, MWIR en LWIR. Typische toepassingen zijn onder meer biologische, mineralogische, defensie- en industriële metingen.

Het hyperspectrale beeld

Thermische infrarood hyperspectrale beeldvorming kan op soortgelijke wijze worden uitgevoerd met behulp van een thermografische camera, met het fundamentele verschil dat elke pixel een volledig LWIR-spectrum bevat. Bijgevolg kan chemische identificatie van het object worden uitgevoerd zonder dat er een externe lichtbron zoals de zon of de maan nodig is. Dergelijke camera's worden doorgaans toegepast voor geologische metingen, buitenbewaking en UAV-toepassingen.

Verwarming

Infraroodstraling (IR) kan inderdaad in verschillende toepassingen als doelbewuste verwarmingsbron worden gebruikt. Dit komt voornamelijk door het vermogen van IR-straling om warmte direct over te dragen naar objecten of oppervlakken zonder de omringende lucht aanzienlijk te verwarmen. Infraroodstraling (IR) kan inderdaad in verschillende toepassingen als doelbewuste verwarmingsbron worden gebruikt. Dit komt voornamelijk door het vermogen van IR-straling om warmte direct over te dragen naar objecten of oppervlakken zonder de omringende lucht aanzienlijk te verwarmen.

De verwarmingsbron

Infraroodstraling wordt veel gebruikt in verschillende industriële verwarmingsprocessen. Bij de productie worden bijvoorbeeld vaak IR-lampen of -panelen gebruikt om materialen, zoals kunststoffen, metalen of coatings, te verwarmen voor uithardings-, droog- of vormingsdoeleinden. IR-straling kan nauwkeurig worden gecontroleerd en gericht, waardoor een efficiënte en snelle verwarming in specifieke ruimtes mogelijk is.