一、sơ đồ phân chia hồng ngoại thường được sử dụng

Một sơ đồ phân chia bức xạ hồng ngoại (IR) thường được sử dụng dựa trên phạm vi bước sóng. Phổ IR thường được chia thành các vùng sau:

Cận hồng ngoại (NIR):Vùng này có bước sóng từ khoảng 700 nanomet (nm) đến 1,4 micromet (μm). Bức xạ NIR thường được sử dụng trong viễn thám, viễn thông cáp quang vì tổn hao suy hao thấp trong môi trường thủy tinh SiO2 (silica). Bộ tăng cường hình ảnh rất nhạy cảm với vùng quang phổ này; ví dụ bao gồm các thiết bị nhìn đêm như kính nhìn đêm. Quang phổ cận hồng ngoại là một ứng dụng phổ biến khác.

Hồng ngoại bước sóng ngắn (SWIR):Còn được gọi là vùng “hồng ngoại sóng ngắn” hoặc “SWIR”, nó kéo dài từ khoảng 1,4 μm đến 3 μm. Bức xạ SWIR thường được sử dụng trong các ứng dụng hình ảnh, giám sát và quang phổ.

Hồng ngoại bước sóng giữa (MWIR):Vùng MWIR trải dài từ khoảng 3 μm đến 8 μm. Phạm vi này thường được sử dụng trong các hệ thống hình ảnh nhiệt, nhắm mục tiêu quân sự và phát hiện khí.

Hồng ngoại bước sóng dài (LWIR):Vùng LWIR bao phủ các bước sóng từ khoảng 8 μm đến 15 μm. Nó thường được sử dụng trong hình ảnh nhiệt, hệ thống quan sát ban đêm và đo nhiệt độ không tiếp xúc.

Hồng ngoại xa (FIR):Vùng này kéo dài từ bước sóng khoảng 15 μm đến 1 milimet (mm). Bức xạ FIR thường được sử dụng trong thiên văn học, viễn thám và một số ứng dụng y tế.

Sơ đồ phạm vi bước sóng

NIR và SWIR đôi khi được gọi là “hồng ngoại phản xạ”, trong khi MWIR và LWIR đôi khi được gọi là “hồng ngoại nhiệt”.

二、Ứng dụng của tia hồng ngoại

Tầm nhìn ban đêm

Hồng ngoại (IR) đóng một vai trò quan trọng trong thiết bị nhìn đêm, cho phép phát hiện và hiển thị các vật thể trong môi trường ánh sáng yếu hoặc tối. Các thiết bị nhìn đêm tăng cường hình ảnh truyền thống, chẳng hạn như kính nhìn ban đêm hoặc ống nhòm một mắt, khuếch đại ánh sáng xung quanh có sẵn, bao gồm mọi bức xạ hồng ngoại hiện có. Các thiết bị này sử dụng tế bào quang điện để chuyển đổi các photon tới, bao gồm cả photon hồng ngoại, thành electron. Sau đó, các electron được tăng tốc và khuếch đại để tạo ra hình ảnh nhìn thấy được. Đèn hồng ngoại phát ra ánh sáng hồng ngoại thường được tích hợp vào các thiết bị này để tăng cường khả năng hiển thị trong bóng tối hoàn toàn hoặc điều kiện ánh sáng yếu khi bức xạ hồng ngoại xung quanh không đủ.

Môi trường ánh sáng yếu

Nhiệt kế

Bức xạ hồng ngoại có thể được sử dụng để xác định từ xa nhiệt độ của vật thể (nếu biết độ phát xạ). Điều này được gọi là phép đo nhiệt độ, hoặc trong trường hợp các vật thể rất nóng trong vùng NIR hoặc nhìn thấy được thì nó được gọi là phép đo nhiệt kế. Nhiệt kế (chụp ảnh nhiệt) chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng quân sự và công nghiệp nhưng công nghệ này đang tiếp cận thị trường đại chúng dưới dạng camera hồng ngoại trên ô tô do chi phí sản xuất giảm đáng kể.

Ứng dụng hình ảnh nhiệt

Bức xạ hồng ngoại có thể được sử dụng để xác định từ xa nhiệt độ của vật thể (nếu biết độ phát xạ). Điều này được gọi là phép đo nhiệt độ, hoặc trong trường hợp các vật thể rất nóng trong vùng NIR hoặc nhìn thấy được thì nó được gọi là phép đo nhiệt kế. Nhiệt kế (chụp ảnh nhiệt) chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng quân sự và công nghiệp nhưng công nghệ này đang tiếp cận thị trường đại chúng dưới dạng camera hồng ngoại trên ô tô do chi phí sản xuất giảm đáng kể.

Camera nhiệt độ phát hiện bức xạ trong phạm vi hồng ngoại của phổ điện từ (khoảng 9.000–14.000 nanomet hoặc 9–14 μm) và tạo ra hình ảnh của bức xạ đó. Vì bức xạ hồng ngoại được phát ra bởi tất cả các vật thể dựa trên nhiệt độ của chúng, nên theo định luật bức xạ vật đen, phép đo nhiệt độ giúp chúng ta có thể “nhìn thấy” môi trường của một người dù có hoặc không có ánh sáng nhìn thấy được. Lượng bức xạ phát ra từ một vật thể tăng theo nhiệt độ, do đó phép đo nhiệt độ cho phép người ta nhìn thấy sự thay đổi của nhiệt độ.

Hình ảnh siêu phổ

Hình ảnh siêu phổ là một “hình ảnh” chứa quang phổ liên tục thông qua một dải phổ rộng ở mỗi pixel. Hình ảnh siêu phổ đang ngày càng trở nên quan trọng trong lĩnh vực quang phổ ứng dụng, đặc biệt là với các vùng phổ NIR, SWIR, MWIR và LWIR. Các ứng dụng điển hình bao gồm các phép đo sinh học, khoáng vật học, quốc phòng và công nghiệp.

Hình ảnh siêu phổ

Hình ảnh siêu phổ hồng ngoại nhiệt có thể được thực hiện tương tự bằng cách sử dụng máy ảnh nhiệt, với điểm khác biệt cơ bản là mỗi pixel chứa toàn bộ phổ LWIR. Do đó, việc nhận dạng hóa học của vật thể có thể được thực hiện mà không cần nguồn sáng bên ngoài như Mặt trời hay Mặt trăng. Những camera như vậy thường được áp dụng cho các phép đo địa chất, giám sát ngoài trời và các ứng dụng UAV.

sưởi ấm

Bức xạ hồng ngoại (IR) thực sự có thể được sử dụng như một nguồn sưởi ấm có chủ ý trong nhiều ứng dụng khác nhau. Điều này chủ yếu là do khả năng bức xạ hồng ngoại truyền nhiệt trực tiếp đến các vật thể hoặc bề mặt mà không làm nóng đáng kể không khí xung quanh. Bức xạ hồng ngoại (IR) thực sự có thể được sử dụng như một nguồn sưởi ấm có chủ ý trong nhiều ứng dụng khác nhau. Điều này chủ yếu là do khả năng bức xạ hồng ngoại truyền nhiệt trực tiếp đến các vật thể hoặc bề mặt mà không làm nóng đáng kể không khí xung quanh.

Nguồn sưởi ấm

Bức xạ hồng ngoại được sử dụng rộng rãi trong các quy trình sưởi ấm công nghiệp khác nhau. Ví dụ, trong sản xuất, đèn hoặc tấm hồng ngoại thường được sử dụng để làm nóng vật liệu, chẳng hạn như nhựa, kim loại hoặc lớp phủ, nhằm mục đích đóng rắn, sấy khô hoặc tạo hình. Bức xạ hồng ngoại có thể được kiểm soát và định hướng chính xác, cho phép sưởi ấm hiệu quả và nhanh chóng ở các khu vực cụ thể.