Что такое ИК-оптика?

ИК-оптика - это устройства, способные регистрировать, отображать или излучать инфракрасное (ИК) излучение. Средство, с помощью которого такие инструменты собирают эту невидимую энергию, обычно является оптическим, изогнутым стеклом, которое фокусируется на целевом источнике. Оптика, однако, не единственное средство. ИК-технология - это прежде всего разработка сенсорных сред и аналитического дисплея.

Инфракрасное излучение - это электромагнитное излучение, которое находится за пределами человеческого диапазона так называемого видимого спектра от фиолетового до красного. Его длина волны - измерение от пика до пика любой волны энергии - длиннее, чем красный. Инфракрасные волны - это как отражения обычного света от объектов, так и излучения объектов, которые выделяют тепло. Он широко используется взаимозаменяемо с термином «тепловое излучение».

Человеческий глаз - это оптическое устройство, которое может «видеть» инфракрасные лучи. Однако его датчик - слой светочувствительных клеток в глазу, называемый сетчаткой - не может обнаружить инфракрасные лучи. Изобретение камеры было просто механическим воспроизведением глаза. Инфракрасная фотография была включена благодаря сенсору - листу пластика, покрытого светочувствительными химикатами и дополнительно покрытого химическим веществом, которое обнаруживает и блокирует прохождение инфракрасных лучей.

Современная ИК-оптика используется во многих военных, промышленных и научных приложениях. Они также используются во многих потребительских гаджетах. Ручные пульты дистанционного управления излучают импульсы инфракрасного света, сфокусированные через маленький объектив, на приборы, такие как телевизоры, оснащенные датчиками. Бесконтактные инфракрасные кухонные термометры фокусируют инфракрасное излучение, испускаемое продуктами питания и другими горячими бытовыми предметами, на датчик для преобразования в соответствующий дисплей температуры. Внешне прикрепленные фильтры, которые блокируют инфракрасное излучение, доступны для цифровых камер.

Одно из военных применений ИК-оптики - это ракета с тепловым зондированием, которая обнаруживает инфракрасную сигнатуру цели, такую ​​как выхлоп вражеского самолета, и автоматически направляет полет ракеты к нему. Другим известным оптическим продуктом, также доступным для других профессий, являются очки или бинокли «ночного видения». Модели военного уровня могут видеть инфракрасные источники. Однако большинство коммерческих моделей не являются настоящими ИК-устройствами и используют только базовую технологию усиления видимого света.

Инфракрасные технологии по своей сути являются обнаружением и аналитическим отображением тепла, которое люди могут грубо ощущать, но не видеть. ИК-оптика наиболее широко применяется в термографии, графическом отображении или регистрации разности температур. Камера построена с массивом инфракрасных датчиков, чьи собранные данные оцифровываются и загружаются на компьютер. Компьютер анализирует информацию и реконструирует отображаемое изображение в градуированное представление видимых цветов, которое легко интерпретируется человеком. Термография используется для изучения тепловыделения у биологических животных или механических систем, а также для анализа целостности и напряжения конструкционных материалов.

Наиболее сложная и точная ИК-оптика обнаружена в астрономических телескопах. Некоторые из них находятся на орбите спутников, направленных на Землю для изучения климата. Все они расположены на большой высоте, например на вершинах гор или на борту реактивных авиалайнеров, потому что водяной пар в атмосфере легко поглощает инфракрасное излучение. Их технологическая сложность необходима отчасти для того, чтобы видеть чрезвычайно далекие и тусклые объекты. Они также предназначены для изоляции горячего инфракрасного излучения от звезд и других звездных объектов для анализа, то есть для устранения всех других излучений, включая визуальный свет.