一、Загально використовувана схема поділу інфрачервоного випромінювання

Одна з поширених схем поділу інфрачервоного (ІЧ) випромінювання базується на діапазоні довжин хвиль. ІЧ-спектр зазвичай поділяється на такі області:

Близький інфрачервоний діапазон (NIR):Ця область має довжину хвилі приблизно від 700 нанометрів (нм) до 1,4 мікрометра (мкм). NIR-випромінювання часто використовується в дистанційному зондуванні, волоконно-оптичних телекомунікаціях через низькі втрати на ослаблення в середовищі скла SiO2 (кремнезему). Підсилювачі зображення чутливі до цієї області спектру; приклади включають прилади нічного бачення, такі як окуляри нічного бачення. Спектроскопія ближнього інфрачервоного діапазону є ще одним поширеним застосуванням.

Короткохвильовий інфрачервоний (SWIR):Також відома як «короткохвильова інфрачервона» або «SWIR» область, вона простягається приблизно від 1,4 мкм до 3 мкм. SWIR-випромінювання зазвичай використовується для зображень, спостереження та спектроскопії.

Інфрачервоний діапазон середньої довжини хвилі (MWIR):Область MWIR охоплює приблизно від 3 мкм до 8 мкм. Цей діапазон часто використовується в тепловізорах, військових цілевказівках і системах виявлення газу.

Довгохвильовий інфрачервоний (LWIR):Область LWIR охоплює довжини хвиль приблизно від 8 мкм до 15 мкм. Він зазвичай використовується в тепловізорах, системах нічного бачення та безконтактних вимірюваннях температури.

Далекий інфрачервоний (FIR):Ця область має довжину хвилі приблизно від 15 мкм до 1 міліметра (мм). КІХ-випромінювання часто використовується в астрономії, дистанційному зондуванні та деяких медичних додатках.

Діаграма діапазону довжин хвиль

NIR і SWIR разом іноді називають «відбитим інфрачервоним», тоді як MWIR і LWIR іноді називають «тепловим інфрачервоним».

二、Застосування інфрачервоного випромінювання

Нічне бачення

Інфрачервоне (ІЧ) відіграє вирішальну роль в обладнанні нічного бачення, дозволяючи виявляти та візуалізувати об’єкти в умовах слабкого освітлення або темряви. Традиційні пристрої нічного бачення з підсиленням зображення, такі як окуляри нічного бачення або монокуляри, підсилюють доступне навколишнє освітлення, включаючи будь-яке наявне ІЧ-випромінювання. Ці пристрої використовують фотокатод для перетворення вхідних фотонів, у тому числі ІЧ-фотонів, в електрони. Потім електрони прискорюються та посилюються для створення видимого зображення. Інфрачервоні опромінювачі, які випромінюють ІЧ-світло, часто інтегровані в ці пристрої для покращення видимості в повній темряві або в умовах слабкого освітлення, коли навколишнє ІЧ-випромінювання недостатнє.

Середовище з низьким освітленням

Термографія

Інфрачервоне випромінювання можна використовувати для дистанційного визначення температури об'єктів (якщо відома випромінювальна здатність). Це називається термографією, а у випадку дуже гарячих об’єктів у ближньому інфрачервоному діапазоні або видимих ​​об’єктів – пірометрією. Термографія (тепловізор) в основному використовується у військових і промислових цілях, але ця технологія досягає публічного ринку у вигляді інфрачервоних камер на автомобілях завдяки значному зниженню витрат на виробництво.

Тепловізійні програми

Інфрачервоне випромінювання можна використовувати для дистанційного визначення температури об'єктів (якщо відома випромінювальна здатність). Це називається термографією, а у випадку дуже гарячих об’єктів у ближньому інфрачервоному діапазоні або видимих ​​об’єктів – пірометрією. Термографія (тепловізор) в основному використовується у військових і промислових цілях, але ця технологія досягає публічного ринку у вигляді інфрачервоних камер на автомобілях завдяки значному зниженню витрат на виробництво.

Термографічні камери виявляють випромінювання в інфрачервоному діапазоні електромагнітного спектру (приблизно 9000–14000 нанометрів або 9–14 мкм) і створюють зображення цього випромінювання. Оскільки інфрачервоне випромінювання випромінюється всіма об’єктами на основі їх температури, відповідно до закону випромінювання чорного тіла, термографія дає змогу «бачити» навколишнє середовище з видимим освітленням або без нього. Кількість випромінювання, що випромінюється об’єктом, зростає з підвищенням температури, тому термографія дозволяє побачити коливання температури.

Гіперспектральне зображення

Гіперспектральне зображення — це «зображення», що містить безперервний спектр у широкому спектральному діапазоні в кожному пікселі. Гіперспектральне зображення набуває все більшого значення в області прикладної спектроскопії, особливо в спектральних областях NIR, SWIR, MWIR і LWIR. Типові застосування включають біологічні, мінералогічні, оборонні та промислові вимірювання.

Гіперспектральне зображення

Теплове інфрачервоне гіперспектральне зображення можна подібним чином виконувати за допомогою термографічної камери, з тією принциповою різницею, що кожен піксель містить повний спектр LWIR. Отже, хімічну ідентифікацію об’єкта можна виконати без необхідності зовнішнього джерела світла, такого як Сонце чи Місяць. Такі камери зазвичай застосовуються для геологічних вимірювань, зовнішнього спостереження та застосування БПЛА.

Опалення

Інфрачервоне (ІЧ) випромінювання справді може використовуватися як навмисне джерело нагріву в різних сферах застосування. В першу чергу це пов'язано зі здатністю ІЧ-випромінювання безпосередньо передавати тепло об'єктам або поверхням без значного нагрівання навколишнього повітря. Інфрачервоне (ІЧ) випромінювання справді може використовуватися як навмисне джерело нагріву в різних сферах застосування. В першу чергу це пов'язано зі здатністю ІЧ-випромінювання безпосередньо передавати тепло об'єктам або поверхням без значного нагрівання навколишнього повітря.

Джерело опалення

Інфрачервоне випромінювання широко використовується в різних промислових процесах нагрівання. Наприклад, у виробництві ІЧ-лампи або панелі часто використовуються для нагрівання матеріалів, таких як пластмаси, метали або покриття, для затвердіння, сушіння або формування. ІЧ-випромінювання можна точно контролювати та направляти, що забезпечує ефективне та швидке нагрівання певних ділянок.