一、Bežne používaná schéma rozdelenia infračerveného žiarenia

Jedna bežne používaná schéma rozdelenia infračerveného (IR) žiarenia je založená na rozsahu vlnových dĺžok. IR spektrum je vo všeobecnosti rozdelené do nasledujúcich oblastí:

Blízke infračervené (NIR):Táto oblasť sa pohybuje od približne 700 nanometrov (nm) do 1,4 mikrometrov (μm) vo vlnovej dĺžke. NIR žiarenie sa často používa v diaľkovom snímaní, v telekomunikáciách z optických vlákien kvôli nízkym stratám útlmu v médiu SiO2 sklo (oxid kremičitý). Zosilňovače obrazu sú citlivé na túto oblasť spektra; príklady zahŕňajú zariadenia na nočné videnie, ako sú okuliare na nočné videnie. Ďalšou bežnou aplikáciou je blízka infračervená spektroskopia.

Krátkovlnná infračervená (SWIR):Tiež známa ako „krátkovlnná infračervená“ alebo „SWIR“ oblasť, siaha od približne 1,4 μm do 3 μm. SWIR žiarenie sa bežne používa v aplikáciách zobrazovania, sledovania a spektroskopie.

Infračervená stredová vlnová dĺžka (MWIR):Oblasť MWIR sa rozprestiera od približne 3 μm do 8 μm. Tento rozsah sa často používa v tepelnom zobrazovaní, vojenskom zameriavaní a systémoch detekcie plynov.

Infračervené žiarenie s dlhou vlnovou dĺžkou (LWIR):Oblasť LWIR pokrýva vlnové dĺžky od približne 8 μm do 15 μm. Bežne sa používa pri termovízii, systémoch nočného videnia a bezkontaktnom meraní teploty.

Ďaleká infračervená (FIR):Táto oblasť má vlnovú dĺžku približne od 15 μm do 1 milimetra (mm). FIR žiarenie sa často používa v astronómii, diaľkovom prieskume Zeme a niektorých lekárskych aplikáciách.

Diagram vlnovej dĺžky

NIR a SWIR spolu sa niekedy nazývajú „odrazené infračervené“, zatiaľ čo MWIR a LWIR sa niekedy označujú ako „tepelné infračervené“.

二、Aplikácie infračerveného žiarenia

Nočné videnie

Infračervené (IR) hrá kľúčovú úlohu v zariadeniach na nočné videnie, ktoré umožňuje detekciu a vizualizáciu objektov v prostredí so slabým osvetlením alebo v tmavom prostredí. Tradičné zariadenia na nočné videnie na zosilnenie obrazu, ako sú okuliare na nočné videnie alebo monokulárne ďalekohľady, zosilňujú dostupné okolité svetlo vrátane akéhokoľvek prítomného infračerveného žiarenia. Tieto zariadenia používajú fotokatódu na premenu prichádzajúcich fotónov, vrátane IR fotónov, na elektróny. Elektróny sú potom urýchlené a zosilnené, aby vytvorili viditeľný obraz. Infračervené žiariče, ktoré vyžarujú IR svetlo, sú často integrované do týchto zariadení na zlepšenie viditeľnosti v úplnej tme alebo v podmienkach slabého osvetlenia, kde je okolité IR žiarenie nedostatočné.

Prostredie s nízkym osvetlením

Termografia

Infračervené žiarenie možno použiť na diaľkové určenie teploty predmetov (ak je známa emisivita). Toto sa nazýva termografia alebo v prípade veľmi horúcich predmetov v NIR alebo viditeľných sa to nazýva pyrometria. Termografia (tepelné zobrazovanie) sa používa hlavne vo vojenských a priemyselných aplikáciách, ale táto technológia sa dostáva na verejný trh vo forme infračervených kamier na autách z dôvodu výrazne znížených výrobných nákladov.

Termovízne aplikácie

Infračervené žiarenie možno použiť na diaľkové určenie teploty predmetov (ak je známa emisivita). Toto sa nazýva termografia alebo v prípade veľmi horúcich predmetov v NIR alebo viditeľných sa to nazýva pyrometria. Termografia (tepelné zobrazovanie) sa používa hlavne vo vojenských a priemyselných aplikáciách, ale táto technológia sa dostáva na verejný trh vo forme infračervených kamier na autách z dôvodu výrazne znížených výrobných nákladov.

Termografické kamery detegujú žiarenie v infračervenom rozsahu elektromagnetického spektra (približne 9 000 – 14 000 nanometrov alebo 9 – 14 μm) a vytvárajú obrazy tohto žiarenia. Keďže infračervené žiarenie vyžarujú všetky objekty na základe ich teplôt, podľa zákona o žiarení čierneho telesa termografia umožňuje „vidieť“ svoje prostredie s viditeľným osvetlením alebo bez neho. Množstvo žiarenia emitovaného objektom sa zvyšuje s teplotou, preto termografia umožňuje vidieť zmeny teploty.

Hyperspektrálne zobrazovanie

Hyperspektrálny obraz je „obrázok“ obsahujúci spojité spektrum v širokom spektrálnom rozsahu na každom pixeli. Hyperspektrálne zobrazovanie naberá na význame v oblasti aplikovanej spektroskopie najmä v spektrálnych oblastiach NIR, SWIR, MWIR a LWIR. Typické aplikácie zahŕňajú biologické, mineralogické, obranné a priemyselné merania.

Hyperspektrálny obraz

Termálne infračervené hyperspektrálne zobrazovanie je možné obdobne vykonať pomocou termografickej kamery so zásadným rozdielom, že každý pixel obsahuje celé spektrum LWIR. V dôsledku toho môže byť chemická identifikácia objektu vykonaná bez potreby externého zdroja svetla, ako je Slnko alebo Mesiac. Takéto kamery sa zvyčajne používajú na geologické merania, vonkajšie sledovanie a aplikácie UAV.

Kúrenie

Infračervené (IR) žiarenie môže byť skutočne použité ako zámerný zdroj vykurovania v rôznych aplikáciách. Je to predovšetkým vďaka schopnosti IR žiarenia priamo prenášať teplo na predmety alebo povrchy bez výrazného ohrievania okolitého vzduchu. Infračervené (IR) žiarenie môže byť skutočne použité ako zámerný zdroj vykurovania v rôznych aplikáciách. Je to predovšetkým vďaka schopnosti IR žiarenia priamo prenášať teplo na predmety alebo povrchy bez výrazného ohrievania okolitého vzduchu.

Zdroj vykurovania

Infračervené žiarenie je široko používané v rôznych priemyselných procesoch vykurovania. Napríklad vo výrobe sa infračervené lampy alebo panely často používajú na zahrievanie materiálov, ako sú plasty, kovy alebo nátery, na účely vytvrdzovania, sušenia alebo tvarovania. IR žiarenie môže byť presne kontrolované a smerované, čo umožňuje efektívne a rýchle zahrievanie v špecifických oblastiach.