一、 Sơ đồ phân chia con thường được sử dụng

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

Cận hồng ngoại (NIR):Vùng này dao động từ khoảng 700 nanomet (nm) đến 1,4 micromet (μM) ở bước sóng. Bức xạ NIR thường được sử dụng trong viễn thám, viễn thông sợi quang từ xa vì tổn thất suy giảm thấp trong môi trường thủy tinh SiO2 (silica). Bộ tăng cường hình ảnh rất nhạy cảm với khu vực này của quang phổ; Ví dụ bao gồm các thiết bị tầm nhìn ban đêm như kính nhìn ban đêm. Phổ gần hồng ngoại là một ứng dụng phổ biến khác.

Hồng ngoại bước sóng ngắn (SWIR):Còn được gọi là vùng hồng ngoại sóng ngắn của người Viking hoặc vùng 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 giữa bước sóng (MWIR):Vùng MWIR kéo dài từ khoảng 3 μm đến 8 μm. Phạm vi này thường được sử dụng trong hình ảnh nhiệt, nhắm mục tiêu quân sự và hệ thống phát hiện khí.

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

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

Sơ đồ phạm vi bước sóng

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

Ứng dụng của hồng ngoại

Tầm nhìn ban đêm

Hồng ngoại (IR) đóng một vai trò quan trọng trong thiết bị tầm nhìn ban đêm, cho phép phát hiện và hình dung các vật thể trong môi trường ánh sáng yếu hoặc tối. Các thiết bị tầm nhìn ban đêm tăng cường hình ảnh truyền thống, chẳng hạn như kính nhìn ban đêm hoặc đơn bào, khuếch đại ánh sáng xung quanh có sẵn, bao gồm bất kỳ bức xạ IR nào có mặt. Các thiết bị này sử dụng một photocathode để chuyển đổi các photon đến, bao gồm các photon IR, thành các electron. Các electron sau đó được tăng tốc và khuếch đại để tạo ra một hình ảnh có thể nhìn thấy. Các đèn chiếu sáng hồng ngoại, phát ra ánh sáng IR, thường được tích hợp vào các thiết bị này để tăng cường khả năng hiển thị trong bóng tối hoàn chỉnh hoặc điều kiện ánh sáng yếu trong đó bức xạ IR xung quanh là 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 các vật thể (nếu đã biết độ phát xạ). Điều này được gọi là Nhiệt kế, hoặc trong trường hợp các vật thể rất nóng trong NIR hoặc có thể nhìn thấy nó được gọi là pyrometry. Nhiệt kế (hình 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 công cộng dưới dạng máy ảnh hồng ngoại trên xe hơi 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 các vật thể (nếu đã biết độ phát xạ). Điều này được gọi là Nhiệt kế, hoặc trong trường hợp các vật thể rất nóng trong NIR hoặc có thể nhìn thấy nó được gọi là pyrometry. Nhiệt kế (hình 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 công cộng dưới dạng máy ảnh hồng ngoại trên xe hơi do chi phí sản xuất giảm đáng kể.

Camera nhiệt phát hiện bức xạ trong phạm vi hồng ngoại của phổ điện từ (khoảng 9.000 nan -14.000 nanomet hoặc 9 thép14 μm) và tạo ra hình ảnh của bức xạ đó. Do bức xạ hồng ngoại được phát ra bởi tất cả các vật thể dựa trên nhiệt độ của chúng, theo định luật bức xạ cơ thể đen, nhiệt kế giúp cho việc nhìn thấy môi trường của một người có hoặc không có ánh sáng rõ ràng. Lượng bức xạ phát ra từ một vật thể tăng theo nhiệt độ, do đó nhiệt kế cho phép người ta nhìn thấy sự thay đổi về nhiệt độ.

Hình ảnh siêu âm

Một hình ảnh siêu âm là một hình ảnh của người Viking có chứa phổ liên tục thông qua một phạm vi phổ rộng ở mỗi pixel. Hình ảnh siêu âm đang đạt được tầm 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 âm

Hình ảnh siêu âm hồng ngoại nhiệt có thể được thực hiện tương tự bằng máy ảnh nhiệt, với sự khác biệt cơ bản mà mỗi pixel chứa phổ LWIR đầy đủ. Do đó, nhận dạng hóa học của vật thể có thể được thực hiện mà không cần nguồn ánh sáng bên ngoài như mặt trời hoặc mặt trăng. Những máy ảnh 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 làm nóng có chủ ý trong các ứng dụng khác nhau. Điều này chủ yếu là do khả năng của bức xạ IR trực tiếp truyền nhiệt vào 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 làm nóng có chủ ý trong các ứng dụng khác nhau. Điều này chủ yếu là do khả năng của bức xạ IR trực tiếp truyền nhiệt vào 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 IR hoặc tấm thường được sử dụng cho các vật liệu nhiệt, chẳng hạn như nhựa, kim loại hoặc lớp phủ, để bảo dưỡng, sấy khô hoặc hình thành. Bức xạ IR có thể được kiểm soát và chỉ đạo chính xác, cho phép làm nóng hiệu quả và nhanh chóng trong các khu vực cụ thể.