Kızılötesinin yaygın olarak kullanılan alt bölüm şeması

Kızılötesi (IR) radyasyonun yaygın olarak kullanılan bir alt bölme şeması, dalga boyu aralığına dayanmaktadır. IR spektrumu genellikle aşağıdaki bölgelere ayrılır:

Yakın kızılötesi (NIR):Bu bölgenin dalga boyu yaklaşık 700 nanometre (nm) ila 1,4 mikrometre (μm) arasında değişir. NIR radyasyonu, SiO2 cam (silika) ortamındaki düşük zayıflama kayıpları nedeniyle uzaktan algılamada, fiber optik telekomünikasyonda sıklıkla kullanılır. Görüntü yoğunlaştırıcılar spektrumun bu alanına duyarlıdır; örnekler arasında gece görüş gözlüğü gibi gece görüş cihazları yer alır. Yakın kızılötesi spektroskopi başka bir yaygın uygulamadır.

Kısa dalga boylu kızılötesi (SWIR):"Kısa dalga kızılötesi" veya "SWIR" bölgesi olarak da bilinen bölge, yaklaşık 1,4 μm'den 3 μm'ye kadar uzanır. SWIR radyasyonu görüntüleme, gözetim ve spektroskopi uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Orta dalga boyunda kızılötesi (MWIR):MWIR bölgesi yaklaşık 3 μm ila 8 μm arasındadır. Bu aralık sıklıkla termal görüntülemede, askeri hedeflemede ve gaz tespit sistemlerinde kullanılır.

Uzun dalga boylu kızılötesi (LWIR):LWIR bölgesi yaklaşık 8 μm ila 15 μm arasındaki dalga boylarını kapsar. Termal görüntülemede, gece görüş sistemlerinde ve temassız sıcaklık ölçümlerinde yaygın olarak kullanılır.

Uzak kızılötesi (FIR):Bu bölgenin dalga boyu yaklaşık 15 μm ila 1 milimetre (mm) arasında uzanır. FIR radyasyonu sıklıkla astronomide, uzaktan algılamada ve bazı tıbbi uygulamalarda kullanılır.

Dalgaboyu aralığı diyagramı

NIR ve SWIR birlikte bazen "yansıyan kızılötesi" olarak adlandırılırken, MWIR ve LWIR bazen "termal kızılötesi" olarak anılır.

二、Kızılötesi uygulamaları

Gece görüşü

Kızılötesi (IR), gece görüş ekipmanında çok önemli bir rol oynar ve düşük ışıklı veya karanlık ortamlarda nesnelerin algılanmasını ve görselleştirilmesini sağlar. Gece görüş gözlükleri veya monokülerler gibi geleneksel görüntü yoğunlaştırıcı gece görüş cihazları, mevcut IR radyasyonu da dahil olmak üzere mevcut ortam ışığını güçlendirir. Bu cihazlar, IR fotonları da dahil olmak üzere gelen fotonları elektronlara dönüştürmek için bir fotokatot kullanır. Elektronlar daha sonra hızlandırılır ve güçlendirilerek görünür bir görüntü oluşturulur. IR ışığı yayan kızılötesi aydınlatıcılar, tamamen karanlıkta veya ortamdaki IR radyasyonunun yetersiz olduğu düşük ışık koşullarında görünürlüğü artırmak için genellikle bu cihazlara entegre edilir.

Düşük ışıklı ortam

Termografi

Kızılötesi radyasyon, nesnelerin sıcaklığını uzaktan belirlemek için kullanılabilir (eğer emisyon biliniyorsa). Buna termografi denir veya NIR'de çok sıcak nesneler olması veya görünür olması durumunda buna pirometri denir. Termografi (termal görüntüleme) temel olarak askeri ve endüstriyel uygulamalarda kullanılıyor ancak üretim maliyetlerinin büyük ölçüde azalması nedeniyle teknoloji, otomobillerdeki kızılötesi kameralar şeklinde kamu pazarına ulaşıyor.

Termal görüntüleme uygulamaları

Kızılötesi radyasyon, nesnelerin sıcaklığını uzaktan belirlemek için kullanılabilir (eğer emisyon biliniyorsa). Buna termografi denir veya NIR'de çok sıcak nesneler olması veya görünür olması durumunda buna pirometri denir. Termografi (termal görüntüleme) temel olarak askeri ve endüstriyel uygulamalarda kullanılıyor ancak üretim maliyetlerinin büyük ölçüde azalması nedeniyle teknoloji, otomobillerdeki kızılötesi kameralar şeklinde kamu pazarına ulaşıyor.

Termografik kameralar, elektromanyetik spektrumun kızılötesi aralığındaki (kabaca 9.000–14.000 nanometre veya 9–14 μm) radyasyonu tespit eder ve bu radyasyonun görüntülerini üretir. Kızılötesi radyasyon, kara cisim radyasyonu yasasına göre sıcaklıklarına bağlı olarak tüm nesneler tarafından yayıldığından, termografi, kişinin çevresini görünür aydınlatmayla veya görünür aydınlatma olmadan "görmeyi" mümkün kılar. Bir nesnenin yaydığı radyasyon miktarı sıcaklıkla birlikte artar, bu nedenle termografi sıcaklıktaki değişiklikleri görmemize olanak tanır.

Hiperspektral görüntüleme

Hiperspektral görüntü, her pikselde geniş bir spektral aralık boyunca sürekli spektrum içeren bir “resimdir”. Hiperspektral görüntüleme, uygulamalı spektroskopi alanında özellikle NIR, SWIR, MWIR ve LWIR spektral bölgeleriyle önem kazanmaktadır. Tipik uygulamalar biyolojik, mineralojik, savunma ve endüstriyel ölçümleri içerir.

Hiperspektral görüntü

Termal kızılötesi hiperspektral görüntüleme benzer şekilde bir termografik kamera kullanılarak gerçekleştirilebilir; temel fark, her pikselin tam bir LWIR spektrumu içermesidir. Sonuç olarak, Güneş veya Ay gibi harici bir ışık kaynağına ihtiyaç duymadan cismin kimyasal tanımlaması yapılabilmektedir. Bu tür kameralar genellikle jeolojik ölçümler, dış mekan gözetimi ve İHA uygulamaları için uygulanır.

Isıtma

Kızılötesi (IR) radyasyon gerçekten de çeşitli uygulamalarda kasıtlı bir ısıtma kaynağı olarak kullanılabilir. Bunun temel nedeni, IR radyasyonunun çevredeki havayı önemli ölçüde ısıtmadan ısıyı doğrudan nesnelere veya yüzeylere aktarma yeteneğidir. Kızılötesi (IR) radyasyon gerçekten de çeşitli uygulamalarda kasıtlı bir ısıtma kaynağı olarak kullanılabilir. Bunun temel nedeni, IR radyasyonunun çevredeki havayı önemli ölçüde ısıtmadan ısıyı doğrudan nesnelere veya yüzeylere aktarma yeteneğidir.

Isıtma kaynağı

Kızılötesi radyasyon, çeşitli endüstriyel ısıtma işlemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Örneğin imalatta, IR lambaları veya panelleri genellikle plastik, metal veya kaplama gibi malzemeleri kürleme, kurutma veya şekillendirme amacıyla ısıtmak için kullanılır. IR radyasyonu hassas bir şekilde kontrol edilip yönlendirilebilir, böylece belirli alanlarda verimli ve hızlı ısıtma sağlanır.