Wat zijn IR-optica?
IR-optica zijn apparaten die infrarood (IR) -straling kunnen registreren, weergeven of uitzenden. Het middel waarmee dergelijke instrumenten deze onzichtbare energie verzamelen is meestal optisch, een gebogen glas dat zich op de doelbron concentreert. Optiek is echter niet het enige middel. IR-technologie is vooral een ontwikkeling van sensormedia en analytische weergave.
Infrarood is elektromagnetische straling net buiten het menselijke bereik van het zogenaamde zichtbare spectrum van violet tot rood. De golflengte - de meting van piek tot piek van elke golf van energie - is langer dan rood. Infraroodgolven zijn zowel reflecties van gewoon licht van objecten als emissies van objecten die warmte genereren. Het wordt in de volksmond door elkaar gebruikt met de term "thermische straling".
Het menselijk oog is een optisch apparaat dat eigenlijk infraroodstralen kan "zien". De sensor, een laag lichtgevoelige cellen in het oog, het netvlies genoemd, kan de infraroodstralen echter niet detecteren. De uitvinding van de camera was eenvoudig een mechanische replicatie van het oog. Infraroodfotografie werd mogelijk gemaakt door de sensor, een plastic plaat bedekt met lichtgevoelige chemicaliën en bovendien bedekt met een chemische stof die de doorgang van infraroodstralen detecteert en blokkeert.
Moderne IR-optica worden gebruikt in vele militaire, industriële en wetenschappelijke toepassingen. Ze worden ook gebruikt in veel consumentengadgets. Handbediende afstandsbedieningen zenden pulsen van infrarood licht uit, gericht door een kleine lens naar apparaten zoals tv's uitgerust met sensoren. Contactloze infrarood-keukenthermometers richten de infraroodstraling van voedsel en andere hete huishoudelijke voorwerpen op een sensor voor conversie naar de bijbehorende temperatuurweergave. Extern aangesloten filters die infraroodlicht blokkeren zijn beschikbaar voor digitale camera's.
Een militair gebruik van IR-optiek is de 'warmtezoekende' raket, die de infraroodsignatuur van een doelwit, zoals de uitlaat van een vijandelijk vliegtuig, detecteert en de vlucht van de raket er automatisch naartoe manoeuvreert. Een ander bekend optisch product, ook beschikbaar voor andere beroepen, is een bril met nachtzicht of een verrekijker. Modellen van militaire kwaliteit kunnen infraroodbronnen zien. De meeste commerciële modellen zijn echter geen echte IR-apparaten en maken alleen gebruik van de basistechnologie voor het versterken van zichtbaar licht.
In zijn meest basale doel is infraroodtechnologie de detectie en analytische weergave van warmte, die mensen grof kunnen voelen maar niet kunnen zien. IR-optica wordt het meest toegepast in thermografie, de grafische weergave of het opnemen van temperatuurverschillen. Een camera is gebouwd met een reeks infraroodsensoren, waarvan de verzamelde gegevens worden gedigitaliseerd en geüpload naar een computer. De computer analyseert de informatie en reconstrueert het weergegeven beeld in een gegradueerde weergave van zichtbare kleuren die gemakkelijk door een mens kan worden geïnterpreteerd. Thermografie wordt gebruikt om warmteafvoer in biologische dieren of mechanische systemen te bestuderen, evenals om de integriteit en stress van structurele materialen te analyseren.
De meest complexe en precieze IR-optica zijn te vinden in astronomische telescopen. Sommige zijn in een baan rond satellieten gericht op aarde voor klimaatstudie. Alle bevinden zich op grote hoogten, zoals op bergtoppen of aan boord van straalvliegtuigen, omdat waterdamp in de atmosfeer gemakkelijk infraroodstraling absorbeert. Hun technologische verfijning is gedeeltelijk nodig om extreem verre en vage objecten te zien. Ze zijn ook ontworpen om de hete, infraroodstraling te isoleren van sterren en andere sterrenobjecten voor analyse - dat wil zeggen om alle andere straling, inclusief visueel licht, te elimineren.