I. Esquema de subdivisão comumente usado para infravermelho

Um esquema de subdivisão comumente usado para a radiação infravermelha (IV) é baseado na faixa de comprimento de onda. O espectro IV é geralmente dividido nas seguintes regiões:

Infravermelho próximo (NIR):Essa região varia de aproximadamente 700 nanômetros (nm) a 1,4 micrômetros (μm) em comprimento de onda. A radiação NIR é frequentemente usada em sensoriamento remoto e telecomunicações por fibra óptica devido às baixas perdas por atenuação no meio de vidro de SiO₂ (sílica). Intensificadores de imagem são sensíveis a essa área do espectro; exemplos incluem dispositivos de visão noturna, como óculos de visão noturna. A espectroscopia no infravermelho próximo é outra aplicação comum.

Infravermelho de ondas curtas (SWIR):Também conhecida como região do infravermelho de ondas curtas ou SWIR, ela se estende de aproximadamente 1,4 μm a 3 μm. A radiação SWIR é comumente utilizada em aplicações de imagem, vigilância e espectroscopia.

Infravermelho de comprimento de onda médio (MWIR):A região MWIR abrange aproximadamente de 3 μm a 8 μm. Essa faixa é frequentemente empregada em sistemas de imagem térmica, mira militar e detecção de gases.

Infravermelho de onda longa (LWIR):A região LWIR abrange comprimentos de onda de aproximadamente 8 μm a 15 μm. É comumente utilizada em imagens térmicas, sistemas de visão noturna e medições de temperatura sem contato.

Infravermelho distante (FIR):Essa região se estende de aproximadamente 15 μm a 1 milímetro (mm) em comprimento de onda. A radiação FIR é frequentemente usada em astronomia, sensoriamento remoto e certas aplicações médicas.

Diagrama de faixa de comprimento de onda

A combinação de NIR e SWIR é por vezes chamada de "infravermelho refletido", enquanto MWIR e LWIR são por vezes referidos como "infravermelho térmico".

二、Aplicações de infravermelho

Visão noturna

A radiação infravermelha (IV) desempenha um papel crucial em equipamentos de visão noturna, permitindo a detecção e visualização de objetos em ambientes com pouca luz ou escuros. Dispositivos tradicionais de intensificação de imagem para visão noturna, como óculos ou monoculares de visão noturna, amplificam a luz ambiente disponível, incluindo qualquer radiação IV presente. Esses dispositivos utilizam um fotocátodo para converter os fótons incidentes, incluindo os fótons IV, em elétrons. Os elétrons são então acelerados e amplificados para criar uma imagem visível. Iluminadores infravermelhos, que emitem luz IV, são frequentemente integrados a esses dispositivos para melhorar a visibilidade na escuridão total ou em condições de baixa luminosidade, onde a radiação IV ambiente é insuficiente.

Ambiente com pouca luz

Termografia

A radiação infravermelha pode ser usada para determinar remotamente a temperatura de objetos (se a emissividade for conhecida). Isso é chamado de termografia ou, no caso de objetos muito quentes no infravermelho próximo ou na faixa visível, é chamado de pirometria. A termografia (imagem térmica) é usada principalmente em aplicações militares e industriais, mas a tecnologia está chegando ao mercado de consumo na forma de câmeras infravermelhas em carros, devido à grande redução dos custos de produção.

Aplicações de imagem térmica

A radiação infravermelha pode ser usada para determinar remotamente a temperatura de objetos (se a emissividade for conhecida). Isso é chamado de termografia ou, no caso de objetos muito quentes no infravermelho próximo ou na faixa visível, é chamado de pirometria. A termografia (imagem térmica) é usada principalmente em aplicações militares e industriais, mas a tecnologia está chegando ao mercado de consumo na forma de câmeras infravermelhas em carros, devido à grande redução dos custos de produção.

As câmeras termográficas detectam a radiação na faixa infravermelha do espectro eletromagnético (aproximadamente 9.000–14.000 nanômetros ou 9–14 μm) e produzem imagens dessa radiação. Como a radiação infravermelha é emitida por todos os objetos com base em suas temperaturas, de acordo com a lei da radiação de corpo negro, a termografia possibilita "ver" o ambiente com ou sem iluminação visível. A quantidade de radiação emitida por um objeto aumenta com a temperatura; portanto, a termografia permite visualizar variações de temperatura.

Imagens hiperespectrais

Uma imagem hiperespectral é uma "imagem" que contém um espectro contínuo em uma ampla faixa espectral em cada pixel. A geração de imagens hiperespectrais está ganhando importância no campo da espectroscopia aplicada, particularmente nas regiões espectrais do infravermelho próximo (NIR), infravermelho de ondas curtas (SWIR), infravermelho de ondas médias (MWIR) e infravermelho de ondas longas (LWIR). As aplicações típicas incluem medições biológicas, mineralógicas, de defesa e industriais.

A imagem hiperespectral

A geração de imagens hiperespectrais no infravermelho térmico pode ser realizada de forma semelhante usando uma câmera termográfica, com a diferença fundamental de que cada pixel contém um espectro LWIR completo. Consequentemente, a identificação química do objeto pode ser realizada sem a necessidade de uma fonte de luz externa, como o Sol ou a Lua. Essas câmeras são normalmente utilizadas para medições geológicas, vigilância externa e aplicações em drones.

Aquecimento

A radiação infravermelha (IV) pode, de fato, ser usada como fonte de aquecimento deliberada em diversas aplicações. Isso se deve principalmente à capacidade da radiação IV de transferir calor diretamente para objetos ou superfícies sem aquecer significativamente o ar circundante.

A fonte de aquecimento

A radiação infravermelha é amplamente utilizada em diversos processos de aquecimento industrial. Por exemplo, na manufatura, lâmpadas ou painéis de infravermelho são frequentemente empregados para aquecer materiais, como plásticos, metais ou revestimentos, para fins de cura, secagem ou conformação. A radiação infravermelha pode ser controlada e direcionada com precisão, permitindo um aquecimento eficiente e rápido em áreas específicas.