इन्फ्रारेड विकिरण कैसे उत्पन्न होता है? मनुष्यों पर अवरक्त विकिरण के उपयोगी और हानिकारक गुण

अवरक्त विकिरण- दृश्य प्रकाश के लाल सिरे (तरंग दैर्ध्य λ = 0.74 माइक्रोन और 430 THz की आवृत्ति के साथ) और माइक्रोवेव रेडियो विकिरण (λ ~ 1-2 मिमी, आवृत्ति 300 GHz) के बीच वर्णक्रमीय क्षेत्र पर विद्युत चुम्बकीय विकिरण।

इन्फ्रारेड विकिरण की पूरी श्रृंखला सशर्त रूप से तीन क्षेत्रों में विभाजित है:

इस श्रेणी की लंबी-तरंग धार को कभी-कभी विद्युत चुम्बकीय तरंगों की एक अलग श्रेणी - टेराहर्ट्ज़ विकिरण (सबमिलीमीटर विकिरण) में प्रतिष्ठित किया जाता है।

इन्फ्रारेड विकिरण को "थर्मल विकिरण" भी कहा जाता है, क्योंकि गर्म वस्तुओं से अवरक्त विकिरण मानव त्वचा द्वारा गर्मी की अनुभूति के रूप में माना जाता है। इस मामले में, शरीर द्वारा उत्सर्जित तरंग दैर्ध्य ताप तापमान पर निर्भर करता है: तापमान जितना अधिक होगा, तरंग दैर्ध्य कम होगा और विकिरण की तीव्रता उतनी ही अधिक होगी। अपेक्षाकृत कम (कई हजार केल्विन तक) तापमान पर बिल्कुल काले शरीर का उत्सर्जन स्पेक्ट्रम मुख्य रूप से इसी सीमा में होता है। इन्फ्रारेड विकिरण उत्तेजित परमाणुओं या आयनों द्वारा उत्सर्जित होता है।

विश्वकोश यूट्यूब

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✪ 36 इन्फ्रारेड और पराबैंगनी विकिरण इलेक्ट्रोमैग्नेटिक वेव स्केल

✪ भौतिकी में प्रयोग। अवरक्त विकिरण का प्रतिबिंब

✪ इलेक्ट्रिक हीटिंग (इन्फ्रारेड हीटिंग)। कौन सा हीटिंग सिस्टम चुनना है?

उपशीर्षक

खोज और सामान्य विशेषताओं का इतिहास

इन्फ्रारेड विकिरण की खोज 1800 में अंग्रेजी खगोलशास्त्री डब्ल्यू हर्शल ने की थी। सूर्य के अध्ययन में लगे होने के कारण, हर्शल उस उपकरण के ताप को कम करने के तरीके की तलाश कर रहा था जिसके साथ अवलोकन किए गए थे। दृश्यमान स्पेक्ट्रम के विभिन्न भागों के प्रभावों को निर्धारित करने के लिए थर्मामीटर का उपयोग करते हुए, हर्शल ने पाया कि "अधिकतम गर्मी" संतृप्त लाल रंग के पीछे और शायद, "दृश्यमान अपवर्तन के पीछे" है। इस अध्ययन ने इन्फ्रारेड विकिरण के अध्ययन की शुरुआत की।

पहले, अवरक्त विकिरण के प्रयोगशाला स्रोत विशेष रूप से तापदीप्त पिंड या गैसों में विद्युत निर्वहन थे। अब, ठोस अवस्था और आणविक गैस लेज़रों के आधार पर, समायोज्य या निश्चित आवृत्ति वाले अवरक्त विकिरण के आधुनिक स्रोत बनाए गए हैं। निकट अवरक्त क्षेत्र (~1.3 माइक्रोन तक) में विकिरण दर्ज करने के लिए, विशेष फोटोग्राफिक प्लेट्स का उपयोग किया जाता है। एक व्यापक संवेदनशीलता रेंज (लगभग 25 माइक्रोन तक) फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्टरों और फोटोरेसिस्टर्स के पास होती है। दूर अवरक्त क्षेत्र में विकिरण को बोलोमीटर द्वारा दर्ज किया जाता है - अवरक्त विकिरण द्वारा ताप के प्रति संवेदनशील डिटेक्टर।

IR उपकरण व्यापक रूप से सैन्य प्रौद्योगिकी (उदाहरण के लिए, मिसाइल मार्गदर्शन के लिए) और नागरिक प्रौद्योगिकी (उदाहरण के लिए, फाइबर-ऑप्टिक संचार प्रणालियों में) दोनों में उपयोग किया जाता है। IR स्पेक्ट्रोमीटर में ऑप्टिकल तत्व या तो लेंस और प्रिज्म हैं, या विवर्तन झंझरी और दर्पण हैं। हवा में विकिरण के अवशोषण से बचने के लिए, दूर-आईआर स्पेक्ट्रोमीटर एक वैक्यूम संस्करण में निर्मित होते हैं।

चूंकि इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रा एक अणु में घूर्णी और कंपन गतियों के साथ-साथ परमाणुओं और अणुओं में इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण के साथ जुड़ा हुआ है, आईआर स्पेक्ट्रोस्कोपी परमाणुओं और अणुओं की संरचना के साथ-साथ क्रिस्टल की बैंड संरचना के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करता है।

इन्फ्रारेड बैंड

वस्तुएं आमतौर पर पूरे तरंग दैर्ध्य स्पेक्ट्रम में अवरक्त विकिरण का उत्सर्जन करती हैं, लेकिन कभी-कभी स्पेक्ट्रम का केवल एक सीमित क्षेत्र ही रुचि रखता है क्योंकि सेंसर आमतौर पर केवल एक निश्चित बैंडविड्थ के भीतर ही विकिरण एकत्र करते हैं। इस प्रकार, इन्फ्रारेड रेंज को अक्सर छोटी श्रेणियों में विभाजित किया जाता है।

सामान्य विभाजन योजना

छोटी श्रेणियों में सबसे आम विभाजन इस प्रकार है:

संक्षेपाक्षर	वेवलेंथ	फोटॉन ऊर्जा	विशेषता
निकट अवरक्त, एनआईआर	0.75-1.4 माइक्रोन	0.9-1.7 ईवी	आईआर के पास, दृश्य प्रकाश द्वारा एक तरफ सीमित, दूसरी तरफ - जल पारदर्शिता द्वारा, जो 1.45 माइक्रोन पर महत्वपूर्ण रूप से बिगड़ती है। फाइबर और एयरबोर्न ऑप्टिकल संचार प्रणालियों के लिए व्यापक इन्फ्रारेड एलईडी और लेजर इस रेंज में काम करते हैं। इमेज इंटेंसिफायर ट्यूब पर आधारित वीडियो कैमरा और नाइट विजन डिवाइस भी इस रेंज में संवेदनशील हैं।
लघु-तरंग दैर्ध्य अवरक्त, SWIR	1.4-3 माइक्रोन	0.4-0.9 ईवी	पानी द्वारा विद्युत चुम्बकीय विकिरण का अवशोषण 1450 एनएम पर काफी बढ़ जाता है। 1530-1560 एनएम रेंज लंबी दूरी के क्षेत्र पर हावी है।
मिड-वेवलेंथ इन्फ्रारेड, MWIR	3-8 माइक्रोमीटर	150-400 मेव	इस सीमा में, कई सौ डिग्री सेल्सियस तक गर्म होने वाले शरीर विकीर्ण होने लगते हैं। इस सीमा में, वायु रक्षा प्रणालियों के थर्मल हेड होमिंग और तकनीकी थर्मल इमेजर्स संवेदनशील होते हैं।
लंबी-तरंग दैर्ध्य अवरक्त, LWIR	8-15 माइक्रोन	80-150 मेव	इस सीमा में, शून्य डिग्री सेल्सियस के आसपास के तापमान वाले शरीर विकीर्ण होने लगते हैं। इस रेंज में नाइट विजन डिवाइस के लिए थर्मल इमेजर्स संवेदनशील होते हैं।
दूर अवरक्त, प्राथमिकी	15 - 1000 माइक्रोन	1.2-80 मेव

सीआईई योजना

रोशनी पर अंतर्राष्ट्रीय आयोग अंतर्राष्ट्रीय आयोग ऑन रोशनी ) निम्नलिखित तीन समूहों में अवरक्त विकिरण के विभाजन की सिफारिश करता है:

आईआर-ए: 700 एनएम-1400 एनएम (0.7 µm-1.4 µm)
IR-बी: 1400 एनएम-3000 एनएम (1.4 µm-3 µm)
आईआर-सी: 3000 एनएम - 1 मिमी (3 माइक्रोन - 1000 माइक्रोन)

आईएसओ 20473 स्कीमा

ऊष्मीय विकिरण

ऊष्मीय विकिरण या विकिरण एक पिंड से दूसरे पिंड में ऊर्जा का स्थानांतरण है, जो निकायों द्वारा उनकी आंतरिक ऊर्जा के कारण उत्सर्जित विद्युत चुम्बकीय तरंगों के रूप में होता है। थर्मल विकिरण मुख्य रूप से स्पेक्ट्रम के अवरक्त क्षेत्र में 0.74 माइक्रोन से 1000 माइक्रोन तक होता है। रेडिएंट हीट ट्रांसफर की एक विशिष्ट विशेषता यह है कि यह न केवल किसी माध्यम में स्थित निकायों के बीच, बल्कि निर्वात में भी किया जा सकता है। तापीय विकिरण का एक उदाहरण गरमागरम दीपक से प्रकाश है। किसी वस्तु की ऊष्मीय विकिरण शक्ति जो बिल्कुल काले शरीर के मानदंडों को पूरा करती है, को स्टीफन-बोल्ट्जमैन कानून द्वारा वर्णित किया गया है। निकायों की विकिरण और अवशोषण क्षमताओं का अनुपात कानून विकिरण किरचॉफ द्वारा वर्णित है। थर्मल विकिरण थर्मल ऊर्जा हस्तांतरण के तीन प्राथमिक प्रकारों में से एक है (तापीय चालकता और संवहन के अलावा)। संतुलन विकिरण थर्मल विकिरण है जो पदार्थ के साथ थर्मोडायनामिक संतुलन में है।

आवेदन

नाइट विजन डिवाइस

अदृश्य इन्फ्रारेड छवि को देखने के कई तरीके हैं:

आधुनिक अर्धचालक वीडियो कैमरे निकट अवरक्त में संवेदनशील होते हैं। रंग की त्रुटियों से बचने के लिए, साधारण घरेलू वीडियो कैमरे एक विशेष फिल्टर से लैस होते हैं जो आईआर छवि को काट देता है। सुरक्षा प्रणालियों के लिए कैमरे, एक नियम के रूप में, ऐसा कोई फ़िल्टर नहीं है। हालांकि, रात में निकट-आईआर के कोई प्राकृतिक स्रोत नहीं होते हैं, इसलिए कृत्रिम रोशनी के बिना (उदाहरण के लिए, इन्फ्रारेड एल ई डी), ऐसे कैमरे कुछ भी नहीं दिखाएंगे।
इमेज इंटेंसिफायर ट्यूब - एक वैक्यूम फोटोइलेक्ट्रॉनिक डिवाइस जो दृश्य स्पेक्ट्रम और निकट अवरक्त में प्रकाश को बढ़ाता है। इसमें उच्च संवेदनशीलता है और यह बहुत कम रोशनी में एक छवि देने में सक्षम है। वे ऐतिहासिक रूप से पहली रात दृष्टि उपकरण हैं, व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं और वर्तमान में सस्ते रात दृष्टि उपकरणों में हैं। चूंकि वे केवल निकट आईआर में काम करते हैं, वे सेमीकंडक्टर वीडियो कैमरों की तरह प्रकाश की आवश्यकता होती है।
बोलोमीटर - थर्मल सेंसर। तकनीकी दृष्टि प्रणालियों और रात्रि दृष्टि उपकरणों के बोलोमीटर 3..14 माइक्रोन (मध्य-आईआर) की तरंग दैर्ध्य रेंज में संवेदनशील होते हैं, जो 500 से -50 डिग्री सेल्सियस तक गर्म होने वाले निकायों के विकिरण से मेल खाती है। इस प्रकार, बोलोमीट्रिक उपकरणों को बाहरी रोशनी की आवश्यकता नहीं होती है, वस्तुओं के विकिरण को स्वयं पंजीकृत करते हैं और तापमान अंतर की तस्वीर बनाते हैं।

थर्मोग्राफी

इन्फ्रारेड थर्मोग्राफी, थर्मल इमेज या थर्मल वीडियो, थर्मोग्राम प्राप्त करने का एक वैज्ञानिक तरीका है - इन्फ्रारेड किरणों में एक छवि जो तापमान क्षेत्रों के वितरण की एक तस्वीर दिखाती है। थर्मोग्राफिक कैमरे या थर्मल इमेजर्स इलेक्ट्रोमैग्नेटिक स्पेक्ट्रम (लगभग 900-14000 नैनोमीटर या 0.9-14 माइक्रोन) की इन्फ्रारेड रेंज में विकिरण का पता लगाते हैं और इस विकिरण के आधार पर ऐसी छवियां बनाते हैं जो आपको ओवरहीट या सुपरकूल्ड स्थानों का निर्धारण करने की अनुमति देती हैं। चूंकि इन्फ्रारेड विकिरण उन सभी वस्तुओं द्वारा उत्सर्जित होता है जिनका तापमान होता है, ब्लैक बॉडी रेडिएशन के लिए प्लैंक के सूत्र के अनुसार, थर्मोग्राफी आपको दृश्य प्रकाश के साथ या उसके बिना पर्यावरण को "देखने" की अनुमति देती है। किसी वस्तु द्वारा उत्सर्जित विकिरण की मात्रा जैसे-जैसे उसका तापमान बढ़ता है, वैसे-वैसे थर्मोग्राफी हमें तापमान में अंतर देखने की अनुमति देती है। जब हम एक थर्मल इमेजर के माध्यम से देखते हैं, तो गर्म वस्तुएँ परिवेश के तापमान पर ठंडी वस्तुओं की तुलना में बेहतर दिखाई देती हैं; मनुष्य और गर्म खून वाले जानवर दिन और रात दोनों समय वातावरण में अधिक आसानी से दिखाई देते हैं। नतीजतन, थर्मोग्राफी के उपयोग को बढ़ावा देने के लिए सैन्य और सुरक्षा सेवाओं को जिम्मेदार ठहराया जा सकता है।

इन्फ्रारेड होमिंग

इन्फ्रारेड होमिंग हेड - एक होमिंग हेड जो कैप्चर किए गए लक्ष्य द्वारा उत्सर्जित इन्फ्रारेड तरंगों को कैप्चर करने के सिद्धांत पर काम करता है। यह एक ऑप्टिकल-इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस है जिसे आस-पास की पृष्ठभूमि के खिलाफ एक लक्ष्य की पहचान करने और स्वचालित दृष्टि उपकरण (एपीयू) को कैप्चर सिग्नल जारी करने के साथ-साथ दृष्टि की रेखा के कोणीय वेग के संकेत को मापने और जारी करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। ऑटोपायलट।

इन्फ्रारेड हीटर

डेटा स्थानांतरण

इन्फ्रारेड एल ई डी, लेजर और फोटोडायोड के प्रसार ने उनके आधार पर एक वायरलेस ऑप्टिकल डेटा ट्रांसमिशन विधि बनाना संभव बना दिया। कंप्यूटर प्रौद्योगिकी में, यह आमतौर पर कंप्यूटर को परिधीय उपकरणों (आईआरडीए इंटरफ़ेस) से जोड़ने के लिए उपयोग किया जाता है। रेडियो चैनल के विपरीत, अवरक्त चैनल विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के प्रति असंवेदनशील है, और यह इसे औद्योगिक परिस्थितियों में उपयोग करने की अनुमति देता है। इन्फ्रारेड चैनल के नुकसान में उपकरण पर ऑप्टिकल विंडो की आवश्यकता, उपकरणों के सही सापेक्ष अभिविन्यास, कम संचरण दर (आमतौर पर 5-10 एमबीपीएस से अधिक नहीं होती है, लेकिन इन्फ्रारेड लेजर का उपयोग करते समय काफी उच्च दर संभव है) शामिल हैं। इसके अलावा, सूचना हस्तांतरण की गोपनीयता सुनिश्चित नहीं की जाती है। लाइन-ऑफ़-विज़न स्थितियों में, एक इन्फ्रारेड चैनल कई किलोमीटर की दूरी पर संचार प्रदान कर सकता है, लेकिन यह उसी कमरे में स्थित कंप्यूटरों को जोड़ने के लिए सबसे सुविधाजनक है, जहाँ कमरे की दीवारों से प्रतिबिंब एक स्थिर और विश्वसनीय कनेक्शन प्रदान करते हैं। यहां सबसे प्राकृतिक प्रकार की टोपोलॉजी "बस" है (अर्थात, प्रेषित संकेत एक साथ सभी ग्राहकों द्वारा प्राप्त किया जाता है)। इन्फ्रारेड चैनल का व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया जा सकता था, इसे रेडियो चैनल द्वारा बदल दिया गया था।

थर्मल विकिरण का उपयोग चेतावनी संकेत प्राप्त करने के लिए भी किया जाता है।

रिमोट कंट्रोल

इन्फ्रारेड डायोड और फोटोडायोड का रिमोट कंट्रोल पैनल, ऑटोमेशन सिस्टम, सुरक्षा प्रणाली, कुछ मोबाइल फोन (इन्फ्रारेड पोर्ट) आदि में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इन्फ्रारेड किरणें अपनी अदृश्यता के कारण किसी व्यक्ति का ध्यान नहीं भटकाती हैं।

दिलचस्प बात यह है कि घरेलू रिमोट कंट्रोल के इन्फ्रारेड विकिरण को डिजिटल कैमरे का उपयोग करके आसानी से कैप्चर किया जाता है।

दवा

चिकित्सा में सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला इन्फ्रारेड विकिरण विभिन्न रक्त प्रवाह सेंसर (पीपीजी) में पाया जाता है।

व्यापक नाड़ी दर (एचआर, एचआर - हृदय गति) और रक्त ऑक्सीजन संतृप्ति (Sp02) मीटर हरे (पल्स के लिए) और लाल और अवरक्त (SpO2 के लिए) विकिरण एलईडी का उपयोग करते हैं।

पल्स रेट और रक्त प्रवाह विशेषताओं को निर्धारित करने के लिए इन्फ्रारेड लेजर विकिरण का उपयोग डीएलएस (डिजिटल लाइट स्कैटरिंग) तकनीक में किया जाता है।

इन्फ्रारेड किरणों का उपयोग फिजियोथेरेपी में किया जाता है।

लंबी तरंग अवरक्त विकिरण का प्रभाव:

उत्तेजना और रक्त परिसंचरण में सुधार जब त्वचा पर लंबी-तरंग अवरक्त विकिरण के संपर्क में आते हैं, तो त्वचा के रिसेप्टर्स चिढ़ जाते हैं और हाइपोथैलेमस की प्रतिक्रिया के कारण, रक्त वाहिकाओं की चिकनी मांसपेशियां शिथिल हो जाती हैं, परिणामस्वरूप, वाहिकाएं फैल जाती हैं।
चयापचय प्रक्रियाओं में सुधार। इन्फ्रारेड विकिरण का थर्मल प्रभाव सेलुलर स्तर पर गतिविधि को उत्तेजित करता है, न्यूरोरेग्यूलेशन और चयापचय की प्रक्रियाओं में सुधार करता है।

खाद्य नसबंदी

इन्फ्रारेड विकिरण की मदद से, खाद्य उत्पादों को कीटाणुशोधन के उद्देश्य से निष्फल किया जाता है।

खाद्य उद्योग

खाद्य उद्योग में अवरक्त विकिरण के उपयोग की एक विशेषता अनाज, अनाज, आटा, आदि जैसे केशिका-छिद्रपूर्ण उत्पादों में 7 मिमी तक की गहराई तक विद्युत चुम्बकीय तरंग के प्रवेश की संभावना है। यह मान सतह की प्रकृति, संरचना, सामग्री के गुणों और विकिरण की आवृत्ति प्रतिक्रिया पर निर्भर करता है। एक निश्चित आवृत्ति रेंज की एक विद्युत चुम्बकीय तरंग का न केवल एक थर्मल होता है, बल्कि उत्पाद पर जैविक प्रभाव भी होता है, जैविक पॉलिमर में जैव रासायनिक परिवर्तनों को तेज करने में मदद करता है (

अवरक्त विकिरण (आईआर) दृश्यमान प्रकाश की तुलना में लंबी तरंग दैर्ध्य के साथ विद्युत चुम्बकीय विकिरण है, जो दृश्यमान स्पेक्ट्रम के नाममात्र लाल सिरे से 0.74 माइक्रोन (माइक्रोन) से 300 माइक्रोन तक फैला हुआ है। यह तरंग दैर्ध्य रेंज लगभग 1 से 400 THz की आवृत्ति रेंज से मेल खाती है, और इसमें कमरे के तापमान के पास की वस्तुओं द्वारा उत्सर्जित अधिकांश थर्मल विकिरण शामिल हैं। इन्फ्रारेड विकिरण अणुओं द्वारा उत्सर्जित या अवशोषित होते हैं जब वे अपने घूर्णी-कंपन गतियों को बदलते हैं। इन्फ्रारेड विकिरण की उपस्थिति पहली बार 1800 में खगोलविद विलियम हर्शल द्वारा खोजी गई थी।

सूर्य से अधिकांश ऊर्जा इन्फ्रारेड विकिरण के रूप में पृथ्वी पर आती है। अपने चरम पर सूरज की रोशनी समुद्र तल से सिर्फ 1 किलोवाट प्रति वर्ग मीटर की रोशनी प्रदान करती है। इस ऊर्जा में से 527 वाट अवरक्त विकिरण है, 445 वाट दृश्य प्रकाश है, और 32 वाट पराबैंगनी विकिरण है।

इन्फ्रारेड प्रकाश का उपयोग औद्योगिक, वैज्ञानिक और चिकित्सा अनुप्रयोगों में किया जाता है। इन्फ्रारेड प्रकाश का उपयोग करने वाले नाइट विजन डिवाइस लोगों को ऐसे जानवरों का निरीक्षण करने की अनुमति देते हैं जिन्हें अंधेरे में नहीं देखा जा सकता है। खगोल विज्ञान में, इन्फ्रारेड इमेजिंग इंटरस्टेलर धूल द्वारा छिपी हुई वस्तुओं का निरीक्षण करना संभव बनाता है। इन्फ्रारेड कैमरों का उपयोग इंसुलेटेड सिस्टम में गर्मी के नुकसान का पता लगाने, त्वचा में रक्त के प्रवाह में परिवर्तन का निरीक्षण करने और बिजली के उपकरणों की अधिकता का पता लगाने के लिए किया जाता है।

हल्की तुलना
नाम	वेवलेंथ	फ्रीक्वेंसी हर्ट्ज)	फोटॉन ऊर्जा (ईवी)
गामा किरणें	0.01 एनएम से कम	10 से अधिक ईएचजेड	124 केवी - 300 + जीईवी
एक्स-रे	0.01 एनएम से 10 एनएम		124 ईवी से 124 केवी
पराबैंगनी किरण	10 एनएम - 380 एनएम	30PHZ - 790THz	3.3 ईवी से 124 ईवी
दृश्यमान प्रकाश	380 एनएम - 750 एनएम	790 टीएचजेड - 405 टीएचजेड	1.7 ईवी - 3.3 ईवी
अवरक्त विकिरण	750 एनएम - 1 मिमी	405 टीएचजेड - 300 गीगाहर्ट्ज	1.24 meV - 1.7 eV
माइक्रोवेव	1 मिमी - 1 मीटर	300 गीगाहर्ट्ज - 300 मेगाहर्ट्ज	1.24 µeV - 1.24 meV
	1 मिमी - 100 किमी	300 गीगाहर्ट्ज - 3 हर्ट्ज	12.4 फीवर - 1.24 meV

इन्फ्रारेड छवियों का व्यापक रूप से सैन्य और नागरिक अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है। सैन्य अनुप्रयोगों में निगरानी, रात्रि निगरानी, मार्गदर्शन और ट्रैकिंग शामिल हैं। गैर-सैन्य अनुप्रयोगों में थर्मल दक्षता विश्लेषण, पर्यावरण निगरानी, औद्योगिक सुविधा निरीक्षण, तापमान रिमोट सेंसिंग, शॉर्ट रेंज वायरलेस संचार, स्पेक्ट्रोस्कोपी और मौसम पूर्वानुमान शामिल हैं। इन्फ्रारेड खगोल विज्ञान आणविक बादलों जैसे अंतरिक्ष के धूल भरे क्षेत्रों में प्रवेश करने और ग्रहों जैसे वस्तुओं का पता लगाने के लिए टेलीस्कोप से लैस सेंसर का उपयोग करता है।

हालांकि वर्णक्रम के निकट अवरक्त क्षेत्र (780-1000 एनएम) को लंबे समय तक दृश्य रंजकों में शोर के कारण असंभव माना जाता रहा है, निकट अवरक्त प्रकाश की अनुभूति कार्प और साइक्लिड की तीन प्रजातियों में बची हुई है। मछली तैरते समय शिकार को पकड़ने और फोटोटैक्टिक ओरिएंटेशन के लिए निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रम का उपयोग करती है। मछली के लिए निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रम कम रोशनी की स्थिति में शाम के समय और पानी की गंदी सतहों में उपयोगी हो सकता है।

फोटोमॉड्यूलेशन

निकट अवरक्त प्रकाश, या फोटोमॉड्यूलेशन, का उपयोग कीमोथेरेपी-प्रेरित अल्सर के साथ-साथ घाव भरने के लिए किया जाता है। दाद वायरस के उपचार से संबंधित कई कार्य हैं। अनुसंधान परियोजनाओं में साइटोक्रोम और ऑक्सीडेस और अन्य संभावित तंत्रों के नियमन के माध्यम से केंद्रीय तंत्रिका तंत्र और चिकित्सीय प्रभावों के अध्ययन पर काम शामिल है।

सेहत को खतरा

कुछ उद्योगों और उच्च तापमान की स्थितियों में मजबूत इन्फ्रारेड विकिरण आंखों के लिए हानिकारक हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप उपयोगकर्ता को दृष्टि या अंधापन का नुकसान हो सकता है। चूंकि विकिरण अदृश्य होता है, इसलिए ऐसी जगहों पर विशेष इंफ्रारेड गॉगल्स पहनना जरूरी होता है।

इन्फ्रारेड उत्सर्जक के रूप में पृथ्वी

पृथ्वी की सतह और बादल सूर्य से दृश्य और अदृश्य विकिरण को अवशोषित करते हैं और इन्फ्रारेड विकिरण के रूप में अधिकांश ऊर्जा वापस वायुमंडल में लौटाते हैं। वातावरण में कुछ पदार्थ, मुख्य रूप से बादल की बूंदें और जल वाष्प, लेकिन साथ ही कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन, नाइट्रिक ऑक्साइड, सल्फर हेक्साफ्लोराइड और क्लोरोफ्लोरोकार्बन अवरक्त विकिरण को अवशोषित करते हैं और इसे वापस पृथ्वी सहित सभी दिशाओं में वापस लौटाते हैं। इस प्रकार, ग्रीनहाउस प्रभाव वातावरण और सतह को अधिक गर्म रखता है, अगर वातावरण में कोई इन्फ्रारेड डैम्पर्स न हो।

अवरक्त विज्ञान का इतिहास

इन्फ्रारेड विकिरण की खोज का श्रेय 19वीं शताब्दी की शुरुआत में एक खगोलशास्त्री विलियम हर्शल को दिया जाता है। हर्शल ने अपने शोध के परिणामों को 1800 में लंदन की रॉयल सोसाइटी में प्रकाशित किया। थर्मामीटर पर दर्ज तापमान में वृद्धि के माध्यम से, हर्शल ने सूर्य से प्रकाश को अपवर्तित करने और स्पेक्ट्रम के लाल भाग के बाहर अवरक्त विकिरण का पता लगाने के लिए एक प्रिज्म का उपयोग किया। वे परिणाम से हैरान थे और उन्हें "गर्मी की किरणें" कहा। "इन्फ्रारेड रेडिएशन" शब्द केवल 19वीं शताब्दी के अंत में दिखाई दिया।

अन्य महत्वपूर्ण तिथियों में शामिल हैं:

1737: एमिली डु चैटेलेट ने अपने शोध प्रबंध में भविष्यवाणी की थी जिसे आज इन्फ्रारेड विकिरण के रूप में जाना जाता है।
1835: मैसेडोनियो मेग्लियोनी ने इन्फ्रारेड डिटेक्टर के साथ पहला थर्मोपाइल्स बनाया।
1860: गुस्ताव किरचॉफ ने ब्लैक बॉडी प्रमेय तैयार किया।
1873: विल्बी स्मिथ ने सेलेनियम की फोटोकंडक्टिविटी की खोज की।
1879: अनुभवजन्य रूप से स्टीफन-बोल्ट्जमैन कानून तैयार किया, जिसके अनुसार एक पूरी तरह से काले शरीर द्वारा विकिरित ऊर्जा आनुपातिक है।
1880 और 1890 के दशक: लॉर्ड रेले और विल्हेम वीन दोनों ब्लैकबॉडी समीकरण का हिस्सा हल करते हैं, लेकिन दोनों समाधान अनुमानित हैं। इस समस्या को "पराबैंगनी तबाही और अवरक्त तबाही" कहा गया है।
1901: मैक्स प्लैंक मैक्स प्लैंक ने ब्लैक बॉडी समीकरण और प्रमेय प्रकाशित किया। उन्होंने अनुमेय ऊर्जा संक्रमणों के परिमाणीकरण की समस्या को हल किया।
1905: अल्बर्ट आइंस्टीन ने फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव के सिद्धांत को विकसित किया, जो फोटॉन को परिभाषित करता है। साथ ही स्पेक्ट्रोस्कोपी और रेडियोमेट्री में विलियम कोब्लेंट्ज़।
1917: थियोडोर केस ने थैलियम सल्फाइड सेंसर विकसित किया; प्रथम विश्व युद्ध में ब्रिटिश ने पहला इन्फ्रारेड खोज और ट्रैक डिवाइस विकसित किया और 1 मील की सीमा के भीतर विमान का पता लगाया।
1935: सीसा लवण - द्वितीय विश्व युद्ध में प्रारंभिक रॉकेट मार्गदर्शन।
1938: Tew Ta ने भविष्यवाणी की कि पाइरोइलेक्ट्रिक प्रभाव का उपयोग इन्फ्रारेड विकिरण का पता लगाने के लिए किया जा सकता है।
1952: एन. विल्कर ने धातुओं के साथ एंटीमोनाइड्स, एंटीमनी के यौगिकों की खोज की।
1950: पॉल क्रूज़ और टेक्सास के उपकरणों ने 1955 से पहले अवरक्त चित्र बनाए।
1950 और 1960 का दशक: फ्रेड निकोडेमेनस, रॉबर्ट क्लार्क जोन्स द्वारा परिभाषित विशिष्टता और रेडियोमेट्रिक उपखंड।
1958: डब्ल्यू. डी. लॉसन (रॉयल रडार एस्टैब्लिशमेंट, माल्वर्न) ने एक आईआर फोटोडायोड के पहचान गुणों की खोज की।
1958: फाल्कन इन्फ्रारेड विकिरण का उपयोग करके रॉकेट विकसित करता है और इन्फ्रारेड सेंसर पर पहली पाठ्यपुस्तक पॉल क्रूज़, एट अल द्वारा प्रकट होती है।
1961: जे कूपर ने पायरोइलेक्ट्रिक डिटेक्शन का आविष्कार किया।
1962: क्रूस और रोडैट ने फोटोडायोड को बढ़ावा दिया; संकेतों और रेखा सरणियों के तत्व उपलब्ध हैं।
1964: डब्ल्यू जी इवांस ने बीटल में इन्फ्रारेड थर्मोरेसेप्टर्स की खोज की।
1965: पहली इन्फ्रारेड हैंडबुक, पहली व्यावसायिक थर्मल इमेजर्स; संयुक्त राज्य अमेरिका की सेना में एक नाइट विजन प्रयोगशाला का गठन किया गया था (वर्तमान में नाइट विजन और इलेक्ट्रॉनिक सेंसर को नियंत्रित करने के लिए एक प्रयोगशाला।
1970: विलार्ड बॉयल और जॉर्ज ई. स्मिथ ने इमेजिंग टेलीफोन के लिए चार्ज-युग्मित डिवाइस का प्रस्ताव दिया।
1972: सामान्य सॉफ्टवेयर मॉड्यूल बनाया गया।
1978: इन्फ्रारेड इमेजिंग एस्ट्रोनॉमी की उम्र आती है, वेधशाला की योजना बनाई गई, एंटीमोनाइड्स और फोटोडायोड्स और अन्य सामग्रियों का बड़े पैमाने पर उत्पादन किया गया।

इन्फ्रारेड किरणें विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम के अदृश्य क्षेत्र में विद्युत चुम्बकीय तरंगें हैं, जो दृश्यमान लाल रोशनी के पीछे शुरू होती हैं और माइक्रोवेव विकिरण से पहले 1012 और 5∙1014 हर्ट्ज (या 1-750 एनएम की तरंग दैर्ध्य सीमा में) के बीच समाप्त होती हैं। यह नाम लैटिन शब्द इन्फ्रा से आया है और इसका अर्थ है "लाल के नीचे"।

इन्फ्रारेड किरणों का उपयोग विविध है। वे अंधेरे या धुएं में वस्तुओं को देखने के लिए, सौना को गर्म करने के लिए और डी-आइसिंग के लिए विमान के पंखों को गर्म करने के लिए, निकट-श्रेणी के संचार में और कार्बनिक यौगिकों के स्पेक्ट्रोस्कोपिक विश्लेषण में उपयोग किए जाते हैं।

प्रारंभिक

इन्फ्रारेड किरणों की खोज 1800 में जर्मनी में जन्मे ब्रिटिश संगीतकार और शौकिया खगोलशास्त्री विलियम हर्शल ने की थी। एक प्रिज्म का उपयोग करते हुए, उन्होंने सूर्य के प्रकाश को इसके घटक घटकों में विभाजित किया और थर्मामीटर का उपयोग करके वर्णक्रम के लाल भाग से परे तापमान में वृद्धि दर्ज की।

आईआर विकिरण और गर्मी

इन्फ्रारेड विकिरण को अक्सर थर्मल विकिरण के रूप में जाना जाता है। हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि यह केवल इसका परिणाम है। ऊष्मा किसी पदार्थ के परमाणुओं और अणुओं की स्थानांतरीय ऊर्जा (गति की ऊर्जा) का एक उपाय है। "तापमान" सेंसर वास्तव में गर्मी को मापते नहीं हैं, लेकिन विभिन्न वस्तुओं के आईआर विकिरण में केवल अंतर होते हैं।

भौतिकी के कई शिक्षक परंपरागत रूप से सूर्य के सभी तापीय विकिरणों को इन्फ्रारेड किरणों के लिए जिम्मेदार ठहराते हैं। लेकिन यह वैसा नहीं है। दृश्य सूर्य के प्रकाश के साथ सभी गर्मी का 50% आता है, और पर्याप्त तीव्रता के साथ किसी भी आवृत्ति की विद्युत चुम्बकीय तरंगें गर्म हो सकती हैं। हालांकि, यह कहना उचित है कि कमरे के तापमान पर, वस्तुएं मुख्य रूप से मध्य-अवरक्त बैंड में गर्मी का उत्सर्जन करती हैं।

आईआर विकिरण रासायनिक रूप से बंधे परमाणुओं या परमाणुओं के समूह के घूर्णन और कंपन द्वारा अवशोषित और उत्सर्जित होता है, और इसलिए कई प्रकार की सामग्रियों द्वारा। उदाहरण के लिए, दृश्य प्रकाश के लिए पारदर्शी खिड़की का शीशा अवरक्त विकिरण को अवशोषित करता है। इन्फ्रारेड किरणें बड़े पैमाने पर पानी और वातावरण द्वारा अवशोषित होती हैं। हालांकि आंखों के लिए अदृश्य, त्वचा पर उन्हें महसूस किया जा सकता है।

इन्फ्रारेड विकिरण के स्रोत के रूप में पृथ्वी

हमारे ग्रह की सतह और बादल सौर ऊर्जा को अवशोषित करते हैं, जिनमें से अधिकांश इन्फ्रारेड विकिरण के रूप में वायुमंडल में छोड़ी जाती हैं। इसमें कुछ पदार्थ, मुख्य रूप से जल वाष्प और बूँदें, साथ ही मीथेन, कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रिक ऑक्साइड, क्लोरोफ्लोरोकार्बन और सल्फर हेक्साफ्लोराइड, स्पेक्ट्रम के इन्फ्रारेड क्षेत्र में अवशोषित होते हैं और पृथ्वी सहित सभी दिशाओं में फिर से उत्सर्जित होते हैं। इसलिए, ग्रीनहाउस प्रभाव के कारण, पृथ्वी का वातावरण और सतह बहुत अधिक गर्म होती है, अगर हवा में इन्फ्रारेड किरणों को अवशोषित करने वाले पदार्थ नहीं होते।

यह विकिरण गर्मी हस्तांतरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है और तथाकथित ग्रीनहाउस प्रभाव का एक अभिन्न अंग है। वैश्विक स्तर पर, इन्फ्रारेड किरणों का प्रभाव पृथ्वी के विकिरण संतुलन तक फैला हुआ है और लगभग सभी जैवमंडलीय गतिविधियों को प्रभावित करता है। हमारे ग्रह की सतह पर लगभग हर वस्तु मुख्य रूप से स्पेक्ट्रम के इस हिस्से में विद्युत चुम्बकीय विकिरण का उत्सर्जन करती है।

आईआर क्षेत्र

IR श्रेणी को अक्सर स्पेक्ट्रम के संकरे भागों में विभाजित किया जाता है। जर्मन डीआईएन मानक संस्थान ने निम्नलिखित इन्फ्रारेड तरंग दैर्ध्य श्रेणियों को परिभाषित किया है:

निकट (0.75-1.4 माइक्रोन), आमतौर पर फाइबर ऑप्टिक संचार में उपयोग किया जाता है;
शॉर्टवेव (1.4-3 माइक्रोन), जिससे पानी द्वारा आईआर विकिरण का अवशोषण काफी बढ़ जाता है;
मध्यम तरंग, जिसे मध्यवर्ती (3-8 माइक्रोन) भी कहा जाता है;
लॉन्गवेव (8-15 माइक्रोन);
दूर (15-1000 माइक्रोन)।

हालाँकि, यह वर्गीकरण योजना सार्वभौमिक रूप से उपयोग नहीं की जाती है। उदाहरण के लिए, कुछ अध्ययन निम्नलिखित श्रेणियों का संकेत देते हैं: निकट (0.75-5 माइक्रोन), मध्यम (5-30 माइक्रोन) और लंबी (30-1000 माइक्रोन)। डिटेक्टरों, एम्पलीफायरों और स्रोतों की सीमाओं के कारण दूरसंचार में उपयोग की जाने वाली तरंग दैर्ध्य को अलग-अलग बैंड में विभाजित किया जाता है।

इन्फ्रारेड किरणों के लिए मानव प्रतिक्रियाओं द्वारा सामान्य संकेतन उचित है। निकट अवरक्त क्षेत्र मानव आँख को दिखाई देने वाली तरंग दैर्ध्य के सबसे करीब है। मध्य और दूर अवरक्त विकिरण धीरे-धीरे स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग से दूर चले जाते हैं। अन्य परिभाषाएँ विभिन्न भौतिक तंत्रों (जैसे उत्सर्जन चोटियों और जल अवशोषण) का पालन करती हैं, और नवीनतम उपयोग किए गए डिटेक्टरों की संवेदनशीलता पर आधारित हैं। उदाहरण के लिए, पारंपरिक सिलिकॉन सेंसर लगभग 1050 एनएम के क्षेत्र में संवेदनशील होते हैं, और इंडियम-गैलियम आर्सेनाइड - 950 एनएम से 1700 और 2200 एनएम की सीमा में।

इन्फ्रारेड और दृश्यमान प्रकाश के बीच एक स्पष्ट सीमा परिभाषित नहीं है। मानव आंख 700 एनएम से अधिक लाल प्रकाश के प्रति काफी कम संवेदनशील है, हालांकि तीव्र (लेजर) प्रकाश लगभग 780 एनएम तक देखा जा सकता है। आईआर रेंज की शुरुआत अलग-अलग मानकों में अलग-अलग तरीके से परिभाषित की गई है - इन मूल्यों के बीच कहीं। आमतौर पर यह 750 एनएम है। इसलिए, 750-780 एनएम की सीमा में दृश्यमान अवरक्त किरणें संभव हैं।

संचार प्रणालियों में पदनाम

निकट अवरक्त क्षेत्र में ऑप्टिकल संचार तकनीकी रूप से कई आवृत्ति बैंडों में बांटा गया है। यह विभिन्न प्रकाश स्रोतों, अवशोषित और संचारण सामग्री (फाइबर) और डिटेक्टरों के कारण है। इसमे शामिल है:

ओ-बैंड 1.260-1.360 एनएम।
ई-बैंड 1.360-1.460 एनएम।
एस-बैंड 1.460-1.530 एनएम।
सी-बैंड 1.530-1.565 एनएम।
एल-बैंड 1.565-1.625 एनएम।
यू-बैंड 1.625-1.675 एनएम।

थर्मोग्राफी

थर्मोग्राफी, या थर्मल इमेजिंग, वस्तुओं की इन्फ्रारेड इमेजिंग का एक प्रकार है। चूंकि सभी पिंड आईआर रेंज में विकिरण करते हैं, और तापमान के साथ विकिरण की तीव्रता बढ़ जाती है, आईआर सेंसर वाले विशेष कैमरों का उपयोग इसका पता लगाने और तस्वीरें लेने के लिए किया जा सकता है। निकट अवरक्त या दृश्य क्षेत्र में बहुत गर्म वस्तुओं के मामले में, इस तकनीक को पायरोमेट्री कहा जाता है।

थर्मोग्राफी दृश्यमान प्रकाश रोशनी से स्वतंत्र है। इसलिए, पर्यावरण को अंधेरे में भी "देखना" संभव है। विशेष रूप से, गर्म वस्तुएं, जिनमें मनुष्य और गर्म खून वाले जानवर शामिल हैं, एक ठंडी पृष्ठभूमि के खिलाफ अच्छी तरह से खड़े होते हैं। भू-दृश्य की इन्फ्रा-रेड फ़ोटोग्राफ़ी उनके ऊष्मा उत्पादन के आधार पर वस्तुओं के प्रतिपादन को बढ़ाती है: नीला आसमान और पानी लगभग काला दिखाई देता है, जबकि हरे पत्ते और त्वचा चमकदार दिखाई देती है।

ऐतिहासिक रूप से, सैन्य और सुरक्षा सेवाओं द्वारा थर्मोग्राफी का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। इसके अलावा, यह कई अन्य उपयोगों को पाता है। उदाहरण के लिए, अग्निशामक इसका उपयोग धुएं के माध्यम से देखने, लोगों को खोजने और आग के दौरान गर्म स्थानों का पता लगाने के लिए करते हैं। थर्मोग्राफी उनकी बढ़ी हुई गर्मी उत्पादन के कारण असामान्य ऊतक वृद्धि और इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम और सर्किट में दोषों को प्रकट कर सकती है। बिजली लाइनों को बनाए रखने वाले इलेक्ट्रिशियन ओवरहीटिंग कनेक्शन और पुर्जों का पता लगा सकते हैं, जो खराब होने का संकेत देते हैं और संभावित खतरों को खत्म करते हैं। जब थर्मल इन्सुलेशन विफल हो जाता है, तो निर्माण पेशेवर गर्मी के रिसाव को देख सकते हैं और शीतलन या हीटिंग सिस्टम की दक्षता में सुधार कर सकते हैं। कुछ हाई-एंड वाहनों में चालक की सहायता के लिए थर्मल इमेजर्स लगाए जाते हैं। थर्मोग्राफिक इमेजिंग का उपयोग मनुष्यों और गर्म रक्त वाले जानवरों में कुछ शारीरिक प्रतिक्रियाओं की निगरानी के लिए किया जा सकता है।

एक आधुनिक थर्मल कैमरे की उपस्थिति और संचालन का तरीका पारंपरिक वीडियो कैमरा से भिन्न नहीं होता है। इन्फ्रारेड में देखने की क्षमता इतनी उपयोगी सुविधा है कि छवियों को रिकॉर्ड करने की क्षमता अक्सर वैकल्पिक होती है और एक रिकॉर्डर हमेशा उपलब्ध नहीं होता है।

अन्य चित्र

IR फ़ोटोग्राफ़ी में, निकट-अवरक्त रेंज को विशेष फ़िल्टर का उपयोग करके कैप्चर किया जाता है। डिजिटल कैमरे आईआर विकिरण को अवरुद्ध करते हैं। हालांकि, सस्ते कैमरे जिनमें उचित फिल्टर नहीं होते हैं, निकट-आईआर रेंज में "देखने" में सक्षम होते हैं। इस मामले में, सामान्य रूप से अदृश्य प्रकाश चमकदार सफेद दिखाई देता है। प्रबुद्ध अवरक्त वस्तुओं (जैसे लैंप) के पास शूटिंग करते समय यह विशेष रूप से ध्यान देने योग्य होता है, जहां परिणामी शोर चित्र को फीका कर देता है।

टी-बीम इमेजिंग भी उल्लेखनीय है, जो सुदूर टेराहर्ट्ज़ रेंज में इमेजिंग है। उज्ज्वल स्रोतों की कमी इन छवियों को अन्य आईआर इमेजिंग तकनीकों की तुलना में तकनीकी रूप से अधिक कठिन बनाती है।

एलईडी और लेजर

इन्फ्रारेड विकिरण के मानव निर्मित स्रोतों में गर्म वस्तुओं, एलईडी और लेजर के अलावा शामिल हैं। पहले गैलियम आर्सेनाइड जैसे सेमीकंडक्टर सामग्री से बने छोटे, सस्ते ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरण हैं। वे ऑप्टो-आइसोलेटर्स के रूप में और कुछ फाइबर ऑप्टिक संचार प्रणालियों में प्रकाश स्रोतों के रूप में उपयोग किए जाते हैं। शक्तिशाली वैकल्पिक रूप से पंप आईआर लेजर कार्बन डाइऑक्साइड और कार्बन मोनोऑक्साइड के आधार पर काम करते हैं। उनका उपयोग रासायनिक प्रतिक्रियाओं और आइसोटोप पृथक्करण को आरंभ करने और संशोधित करने के लिए किया जाता है। इसके अलावा, किसी वस्तु की दूरी निर्धारित करने के लिए उनका उपयोग लिडार सिस्टम में किया जाता है। इन्फ्रारेड विकिरण के स्रोतों का उपयोग स्वचालित आत्म-केंद्रित कैमरे, बर्गलर अलार्म और ऑप्टिकल नाइट विजन डिवाइस के रेंजफाइंडर में भी किया जाता है।

आईआर रिसीवर

IR डिटेक्टरों में थर्मोसेंसिटिव डिवाइस जैसे थर्मोकपल डिटेक्टर, बोलोमीटर (डिटेक्टर से हस्तक्षेप को कम करने के लिए कुछ को पूर्ण शून्य के करीब ठंडा किया जाता है), फोटोवोल्टिक सेल और फोटोकंडक्टर शामिल हैं। उत्तरार्द्ध अर्धचालक सामग्री (जैसे सिलिकॉन और लेड सल्फाइड) से बने होते हैं, जिनकी विद्युत चालकता अवरक्त किरणों के संपर्क में आने पर बढ़ जाती है।

गरम करना

इन्फ्रारेड रेडिएशन का उपयोग हीटिंग के लिए किया जाता है, जैसे हीटिंग सौना और डी-आइसिंग एयरक्राफ्ट विंग्स। इसके अलावा, नई सड़कों के निर्माण या क्षतिग्रस्त क्षेत्रों की मरम्मत के दौरान डामर को पिघलाने के लिए इसका तेजी से उपयोग किया जा रहा है। आईआर विकिरण का उपयोग भोजन पकाने और गर्म करने में किया जा सकता है।

संबंध

आईआर तरंग दैर्ध्य का उपयोग कम दूरी पर डेटा संचारित करने के लिए किया जाता है, जैसे कि कंप्यूटर बाह्य उपकरणों और व्यक्तिगत डिजिटल सहायकों के बीच। ये उपकरण आमतौर पर आईआरडीए मानकों का अनुपालन करते हैं।

IR संचार आमतौर पर उच्च जनसंख्या घनत्व वाले क्षेत्रों में घर के अंदर उपयोग किया जाता है। दूर से उपकरणों को नियंत्रित करने का यह सबसे आम तरीका है। इन्फ्रारेड किरणों के गुण उन्हें दीवारों में प्रवेश करने की अनुमति नहीं देते हैं, और इसलिए वे पड़ोसी कमरों में उपकरणों के साथ बातचीत नहीं करते हैं। इसके अलावा, आईआर लेजर का उपयोग फाइबर ऑप्टिक संचार प्रणालियों में प्रकाश स्रोत के रूप में किया जाता है।

स्पेक्ट्रोस्कोपी

इन्फ्रारेड विकिरण स्पेक्ट्रोस्कोपी एक तकनीक है जिसका उपयोग नमूनों के माध्यम से इन्फ्रारेड विकिरण के संचरण का अध्ययन करके (मुख्य रूप से) कार्बनिक यौगिकों की संरचनाओं और रचनाओं को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। यह अपनी कुछ आवृत्तियों को अवशोषित करने के लिए पदार्थों के गुणों पर आधारित है, जो नमूने के अणुओं के भीतर खिंचाव और झुकने पर निर्भर करता है।

अणुओं और सामग्रियों की अवरक्त अवशोषण और उत्सर्जन विशेषताएँ ठोस पदार्थों में अणुओं, परमाणुओं और आयनों के आकार, आकार और रासायनिक बंधन के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करती हैं। रोटेशन और कंपन की ऊर्जा सभी प्रणालियों में परिमाणित होती है। किसी दिए गए अणु या पदार्थ द्वारा उत्सर्जित या अवशोषित ऊर्जा hv का IR विकिरण, कुछ आंतरिक ऊर्जा अवस्थाओं के अंतर का एक उपाय है। बदले में, वे परमाणु भार और आणविक बंधनों द्वारा निर्धारित होते हैं। इस कारण से, इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी अणुओं और पदार्थों की आंतरिक संरचना का निर्धारण करने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण है, या, जब ऐसी जानकारी पहले से ही ज्ञात और सारणीबद्ध है, तो उनकी मात्रा। आईआर स्पेक्ट्रोस्कोपी तकनीकों का उपयोग अक्सर संरचना को निर्धारित करने के लिए किया जाता है, और इसलिए पुरातात्विक नमूनों की उत्पत्ति और आयु, साथ ही साथ कला और अन्य वस्तुओं की जालसाजी का पता लगाने के लिए, जब दृश्य प्रकाश के तहत देखा जाता है, मूल जैसा दिखता है।

इन्फ्रारेड किरणों के लाभ और हानि

औषधि में दीर्घ-तरंग अवरक्त विकिरण का उपयोग किस प्रयोजन के लिए किया जाता है:

रक्त परिसंचरण को उत्तेजित करके रक्तचाप का सामान्यीकरण;
भारी धातुओं और विषाक्त पदार्थों के लवण के शरीर को साफ करना;
मस्तिष्क और स्मृति के रक्त परिसंचरण में सुधार;
हार्मोनल स्तर का सामान्यीकरण;
जल-नमक संतुलन बनाए रखना;
कवक और रोगाणुओं के प्रसार को सीमित करना;
संज्ञाहरण;
सूजन से राहत;
प्रतिरक्षा को मजबूत करना।

इसी समय, तीव्र प्युलुलेंट रोगों, रक्तस्राव, तीव्र सूजन, रक्त रोगों और घातक ट्यूमर के मामले में अवरक्त विकिरण हानिकारक हो सकता है। अनियंत्रित लंबे समय तक संपर्क में रहने से त्वचा का लाल होना, जलन, जिल्द की सूजन, हीट स्ट्रोक होता है। शॉर्ट-वेव इंफ्रारेड किरणें आंखों के लिए खतरनाक होती हैं - फोटोफोबिया, मोतियाबिंद, दृश्य हानि का विकास संभव है। इसलिए, हीटिंग के लिए केवल लंबी तरंग विकिरण के स्रोतों का उपयोग किया जाना चाहिए।

परिचय

अपने स्वयं के स्वभाव की अपूर्णता, बुद्धि के लचीलेपन से क्षतिपूर्ति, लगातार एक व्यक्ति को खोज करने के लिए प्रेरित करती है। पक्षी की तरह उड़ने की, मछली की तरह तैरने की, या यूं कहें कि रात को बिल्ली की तरह देखने की इच्छा वास्तविकता में साकार हुई क्योंकि आवश्यक ज्ञान और तकनीक हासिल की गई थी। वैज्ञानिक अनुसंधान अक्सर सैन्य गतिविधि की जरूरतों से प्रेरित होते थे, और परिणाम मौजूदा तकनीकी स्तर द्वारा निर्धारित किए जाते थे।

आँखों के लिए दुर्गम जानकारी की कल्पना करने के लिए दृष्टि की सीमा का विस्तार करना सबसे कठिन कार्यों में से एक है, क्योंकि इसके लिए गंभीर वैज्ञानिक प्रशिक्षण और एक महत्वपूर्ण तकनीकी और आर्थिक आधार की आवश्यकता होती है। इस दिशा में प्रथम सफल परिणाम 1930 के दशक में प्राप्त हुए। द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान कम रोशनी की स्थिति में अवलोकन की समस्या ने विशेष प्रासंगिकता हासिल की।

स्वाभाविक रूप से, इस दिशा में किए गए प्रयासों से वैज्ञानिक अनुसंधान, चिकित्सा, संचार प्रौद्योगिकी और अन्य क्षेत्रों में प्रगति हुई है।

अवरक्त विकिरण की भौतिकी

अवरक्त विकिरण- दृश्य प्रकाश के लाल सिरे (तरंग दैर्ध्य (= मीटर) और शॉर्ट-वेव रेडियो उत्सर्जन (= मीटर) के साथ वर्णक्रमीय क्षेत्र पर कब्जा करने वाले विद्युत चुम्बकीय विकिरण। इन्फ्रारेड विकिरण की खोज 1800 में अंग्रेजी वैज्ञानिक डब्ल्यू हर्शल द्वारा की गई थी। 123 साल बाद इन्फ्रारेड विकिरण की खोज, सोवियत भौतिक विज्ञानी ए. ए. ग्लैगोलेवा-अर्कडेवा ने लगभग 80 माइक्रोन के तरंग दैर्ध्य के साथ रेडियो तरंगें प्राप्त कीं, यानी इन्फ्रारेड तरंग दैर्ध्य रेंज में स्थित। इससे साबित हुआ कि प्रकाश, इन्फ्रारेड किरणें और रेडियो तरंगें एक ही प्रकृति की हैं, ये सभी साधारण विद्युत चुम्बकीय तरंगों की किस्में हैं।

इन्फ्रारेड विकिरण को "थर्मल" विकिरण भी कहा जाता है, क्योंकि सभी निकाय, ठोस और तरल, एक निश्चित तापमान तक गर्म होते हैं, इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में ऊर्जा विकीर्ण करते हैं।

आईआर स्रोत

कुछ वस्तुओं के आईआर विकिरण के मुख्य स्रोत

बैलिस्टिक मिसाइलों और अंतरिक्ष वस्तुओं से अवरक्त विकिरण

विमान अवरक्त विकिरण

सतह के जहाजों से इन्फ्रारेड विकिरण

मार्चिंग मशाल

इंजन, जो राख और कालिख के निलंबित ठोस कणों को ले जाने वाली जलती हुई गैसों की एक धारा है, जो रॉकेट ईंधन के दहन के दौरान बनती हैं।

रॉकेट बॉडी।

पृथ्वी जो उस पर पड़ने वाली सूर्य की कुछ किरणों को परावर्तित कर देती है।

पृथ्वी ही।

विमान के एयरफ्रेम से परावर्तित सूर्य, पृथ्वी, चंद्रमा और अन्य स्रोतों से विकिरण।

एक टर्बोजेट इंजन के विस्तार पाइप और नोजल का स्व-विकिरण या प्रत्यागामी इंजनों के निकास पाइप।

निकास गैस जेट का स्वयं का थर्मल विकिरण।

विमान की त्वचा का स्वयं का थर्मल विकिरण, जो उच्च गति की उड़ान के दौरान वायुगतिकीय ताप के कारण होता है।

चिमनी का आवरण।

थका देना

चिमनी का छेद

आईआर विकिरण के मुख्य गुण

1. कुछ अपारदर्शी पिंडों से होकर गुजरता है, बारिश से भी,

धुंध, बर्फ।

2. फोटोग्राफिक प्लेटों पर रासायनिक प्रभाव पैदा करता है।

3. पदार्थ द्वारा अवशोषित, इसे गर्म करता है।

4. जर्मेनियम में एक आंतरिक फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव का कारण बनता है।

5. अदृश्य।

6. व्यतिकरण और विवर्तन परिघटना में सक्षम।

7. थर्मल तरीकों, फोटोइलेक्ट्रिक और द्वारा रजिस्टर करें

फोटोग्राफिक।

आईआर विशेषताएँ

आंतरिक परावर्तित क्षीणन शारीरिक

थर्मल ऑब्जेक्ट्स आईआर आईआर विकिरण आईआर की सुविधा देता है

वातावरण विकिरण पृष्ठभूमि में विकिरण विकिरण

विशेषताएँ	मुख्य अवधारणाओं
गर्म पिंडों का स्वयं का तापीय विकिरण	मौलिक अवधारणा एक बिल्कुल काला शरीर है। एक बिल्कुल काला शरीर एक ऐसा शरीर है जो किसी भी तरंग दैर्ध्य पर सभी विकिरणों को अवशोषित करता है। एक काले शरीर (जेड / एन प्लैंक) की विकिरण तीव्रता का वितरण: तापमान टी पर विकिरण की वर्णक्रमीय चमक कहां है, माइक्रोन में तरंग दैर्ध्य है, सी 1 और सी 2 निरंतर गुणांक हैं: सी 1 \u003d 1.19 * डब्ल्यू * माइक्रोन * सेमी * एसआर, С2=1.44μmडिग्री। अधिकतम तरंग दैर्ध्य (वीन का नियम): जहां T शरीर का पूर्ण तापमान है। इंटीग्रल रेडिएशन डेंसिटी - स्टीफ़न - बोल्ट्जमान नियम:
IR विकिरण वस्तुओं द्वारा परावर्तित होता है	अधिकतम सौर विकिरण, जो परावर्तित घटक को निर्धारित करता है, 0.75 माइक्रोन से कम तरंग दैर्ध्य से मेल खाता है, और कुल सौर विकिरण ऊर्जा का 98% वर्णक्रमीय क्षेत्र पर 3 माइक्रोन तक गिरता है। अक्सर, इस तरंग दैर्ध्य को वस्तुओं के आईआर विकिरण के परावर्तित (सौर) और आंतरिक घटकों को अलग करने वाली सीमा माना जाता है। इसलिए, यह माना जा सकता है कि IR स्पेक्ट्रम (3 माइक्रोन तक) के निकट भाग में परावर्तित घटक निर्णायक होता है और वस्तुओं पर चमक का वितरण प्रतिबिंब गुणांक और विकिरण के वितरण पर निर्भर करता है। आईआर स्पेक्ट्रम के सुदूर भाग के लिए, वस्तुओं का स्व-विकिरण निर्णायक होता है, और उनके क्षेत्र में चमक का वितरण उत्सर्जन और तापमान के वितरण पर निर्भर करता है। IR स्पेक्ट्रम के मिड-वेव भाग में, सभी चार मापदंडों को ध्यान में रखा जाना चाहिए।
वातावरण में IR विकिरण का क्षीणन	IR वेवलेंथ रेंज में, कई पारदर्शिता खिड़कियां हैं, और तरंग दैर्ध्य पर वायुमंडलीय संचरण की निर्भरता का एक बहुत ही जटिल रूप है। आईआर विकिरण का क्षीणन जल वाष्प और गैस घटकों के अवशोषण बैंड, मुख्य रूप से कार्बन डाइऑक्साइड और ओजोन, साथ ही विकिरण बिखरने की घटना से निर्धारित होता है। चित्र "आईआर अवशोषण" देखें।
आईआर विकिरण पृष्ठभूमि की भौतिक विशेषताएं	IR विकिरण के दो घटक होते हैं: इसका अपना तापीय विकिरण और सूर्य और अन्य बाहरी स्रोतों से परावर्तित (बिखरा हुआ) विकिरण। 3 माइक्रोन से कम तरंग दैर्ध्य रेंज में, परावर्तित और बिखरे हुए सौर विकिरण हावी होते हैं। इस तरंग दैर्ध्य सीमा में, एक नियम के रूप में, पृष्ठभूमि के आंतरिक तापीय विकिरण की उपेक्षा कर सकते हैं। इसके विपरीत, 4 माइक्रोन से अधिक की तरंग दैर्ध्य रेंज में, पृष्ठभूमि के आंतरिक थर्मल विकिरण प्रबल होते हैं, और परावर्तित (बिखरे हुए) सौर विकिरण को उपेक्षित किया जा सकता है। 3-4 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य रेंज, जैसा कि यह थी, एक संक्रमणकालीन थी। इस सीमा में, पृष्ठभूमि संरचनाओं की चमक का एक स्पष्ट न्यूनतम देखा जाता है।

आईआर अवशोषण

समुद्र तल पर निकट और मध्य-अवरक्त क्षेत्र (1.2-40 माइक्रोन) में वायुमंडलीय संचरण स्पेक्ट्रम (ग्राफ में निचला वक्र) और 4000 मीटर (ऊपरी वक्र) की ऊंचाई पर; सबमिलिमीटर रेंज (300-500 माइक्रोन) में, विकिरण पृथ्वी की सतह तक नहीं पहुँचता है।

मनुष्यों पर प्रभाव

प्राचीन काल से, लोग गर्मी की लाभकारी शक्ति या वैज्ञानिक शब्दों में, इन्फ्रारेड विकिरण से अच्छी तरह वाकिफ हैं।

इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में लगभग 7 से 14 माइक्रोन (इन्फ्रारेड रेंज का तथाकथित लंबी-तरंग दैर्ध्य भाग) के तरंग दैर्ध्य वाला एक क्षेत्र होता है, जिसका मानव शरीर पर वास्तव में अद्वितीय लाभकारी प्रभाव पड़ता है। इन्फ्रारेड विकिरण का यह हिस्सा मानव शरीर के विकिरण से अधिकतम लगभग 10 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य से मेल खाता है। इसलिए, हमारा शरीर किसी भी बाहरी विकिरण को ऐसे तरंग दैर्ध्य के साथ "अपना" मानता है। हमारी पृथ्वी पर अवरक्त किरणों का सबसे प्रसिद्ध प्राकृतिक स्रोत सूर्य है, और रूस में लंबी-तरंग अवरक्त किरणों का सबसे प्रसिद्ध कृत्रिम स्रोत रूसी चूल्हा है, और प्रत्येक व्यक्ति ने निश्चित रूप से उनके लाभकारी प्रभावों का अनुभव किया है। इन्फ्रारेड तरंगों का उपयोग करके खाना पकाना भोजन को विशेष रूप से स्वादिष्ट बनाता है, विटामिन और खनिजों को संरक्षित करता है, और इसका माइक्रोवेव ओवन से कोई लेना-देना नहीं है।

इंफ्रारेड रेंज के लॉन्ग-वेव हिस्से में मानव शरीर को प्रभावित करके, "गुंजयमान अवशोषण" नामक एक घटना प्राप्त की जा सकती है, जिसमें शरीर द्वारा बाहरी ऊर्जा को सक्रिय रूप से अवशोषित किया जाएगा। इस प्रभाव के परिणामस्वरूप, शरीर की कोशिका की संभावित ऊर्जा बढ़ जाती है, और अनबाउंड पानी इसे छोड़ देता है, विशिष्ट सेलुलर संरचनाओं की गतिविधि बढ़ जाती है, इम्युनोग्लोबुलिन का स्तर बढ़ जाता है, एंजाइम और एस्ट्रोजेन की गतिविधि बढ़ जाती है, और अन्य जैव रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं। यह शरीर की सभी प्रकार की कोशिकाओं और रक्त पर लागू होता है।

वस्तुओं की आईआर छवियों की विशेषताएं

इन्फ्रारेड छवियों में स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग की तुलना में आईआर रेंज में ऑब्जेक्ट सतहों की ऑप्टिकल विशेषताओं के एक अलग वितरण के कारण पर्यवेक्षक के लिए ज्ञात वस्तुओं के बीच विरोधाभासों का असामान्य वितरण होता है। IR विकिरण आपको IR छवियों में उन वस्तुओं का पता लगाने की अनुमति देता है जो सामान्य तस्वीरों में दिखाई नहीं देती हैं। आप क्षतिग्रस्त पेड़ों और झाड़ियों के क्षेत्रों की पहचान कर सकते हैं, साथ ही वस्तुओं को छिपाने के लिए ताजी कटी हुई वनस्पति के उपयोग को प्रकट कर सकते हैं। छवियों में टोन के अलग-अलग संचरण ने तथाकथित मल्टी-ज़ोन शूटिंग का निर्माण किया, जिसमें मल्टी-ज़ोन कैमरे द्वारा स्पेक्ट्रम के विभिन्न क्षेत्रों में वस्तुओं के विमान के एक ही खंड को एक साथ खींचा जाता है।

आईआर छवियों की एक अन्य विशेषता, जो थर्मल मानचित्रों की विशेषता है, यह है कि, परावर्तित विकिरण के अतिरिक्त, उनके गठन में आंतरिक विकिरण भी शामिल है, और कुछ मामलों में केवल यह ही। स्व-विकिरण वस्तुओं की सतहों और उनके तापमान के उत्सर्जन से निर्धारित होता है। यह गर्म सतहों या उनके क्षेत्रों को थर्मल मानचित्रों पर पहचानना संभव बनाता है जो तस्वीरों में पूरी तरह से अदृश्य हैं, और किसी वस्तु की तापमान स्थिति के बारे में जानकारी के स्रोत के रूप में थर्मल छवियों का उपयोग करना संभव बनाता है।

IR छवियां उन वस्तुओं के बारे में भी जानकारी प्रदान करती हैं जो अब शूटिंग के समय मौजूद नहीं हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, विमान के पार्किंग स्थल में साइट की सतह पर, इसका थर्मल पोर्ट्रेट कुछ समय के लिए संरक्षित होता है, जिसे आईआर इमेज पर रिकॉर्ड किया जा सकता है।

ऊष्मा मानचित्रों की चौथी विशेषता घटना विकिरण के अभाव में और तापमान के अंतर के अभाव में वस्तुओं को पंजीकृत करने की संभावना है; केवल उनकी सतहों के उत्सर्जन में अंतर के कारण। यह संपत्ति वस्तुओं को पूर्ण अंधेरे में और ऐसी स्थितियों में निरीक्षण करना संभव बनाती है जब तापमान के अंतर को अगोचर के बराबर किया जाता है। ऐसी परिस्थितियों में, कम उत्सर्जन वाली अप्रकाशित धातु की सतहों को विशेष रूप से गैर-धातु वस्तुओं की पृष्ठभूमि के खिलाफ स्पष्ट रूप से पहचाना जाता है जो हल्का ("अंधेरा") दिखती हैं, हालांकि उनका तापमान समान होता है।

ऊष्मा मानचित्रों की एक अन्य विशेषता दिन के दौरान होने वाली तापीय प्रक्रियाओं की गतिशीलता से संबंधित है।तापमान के प्राकृतिक दैनिक पाठ्यक्रम के संबंध में, पृथ्वी की सतह पर सभी वस्तुएँ निरंतर चल रही ताप विनिमय प्रक्रिया में भाग लेती हैं। साथ ही, प्रत्येक शरीर का तापमान गर्मी हस्तांतरण की स्थितियों, पर्यावरण के भौतिक गुणों, इस वस्तु के आंतरिक गुणों (गर्मी क्षमता, तापीय चालकता) आदि पर निर्भर करता है। इन कारकों के आधार पर, तापमान अनुपात दिन के दौरान आसन्न वस्तुएँ बदलती हैं, इसलिए समान वस्तुओं से भी अलग-अलग समय पर प्राप्त ऊष्मा मानचित्र एक-दूसरे से भिन्न होते हैं।

अवरक्त विकिरण का अनुप्रयोग

इक्कीसवीं सदी में, हमारे जीवन में अवरक्त विकिरण की शुरूआत हुई। अब यह रोज़मर्रा की ज़िंदगी और कृषि में उद्योग और दवा में आवेदन पाता है। यह बहुमुखी है और इसका उपयोग विभिन्न प्रकार के उद्देश्यों के लिए किया जा सकता है। उनका उपयोग फोरेंसिक विज्ञान में, फिजियोथेरेपी में, उद्योग में चित्रित उत्पादों को सुखाने, दीवारों, लकड़ी, फलों के निर्माण के लिए किया जाता है। अंधेरे में वस्तुओं के चित्र प्राप्त करें, रात्रि दृष्टि उपकरण (रात्रि दूरबीन), कोहरा।

नाइट विजन डिवाइस - पीढ़ियों का इतिहास

शून्य पीढ़ी
"कैनवास का गिलास"	तीन और दो इलेक्ट्रोड सिस्टम
	फोटोकैथोड कफ़ ध्यान केंद्रित इलेक्ट्रोड
	मध्य 30
फिलिप्स रिसर्च सेंटर, हॉलैंड	विदेश में - ज़्वोरकिन, फ़ार्नस्वोर्ड, मॉर्टन और वॉन अर्दीन; यूएसएसआर में - जी.ए. ग्रिनबर्ग, ए.ए. आर्टिमोविच
इस इमेज इंटेन्सिफायर ट्यूब में दो कप एक दूसरे में लगे होते हैं, जिसके सपाट तल पर एक फोटोकैथोड और एक फॉस्फर जमा होता है। निर्मित इन परतों पर लागू उच्च-वोल्टेज वोल्टेज एक इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र जो एक फोटोकैथोड से एक फॉस्फर के साथ एक स्क्रीन पर एक इलेक्ट्रॉनिक छवि का सीधा हस्तांतरण प्रदान करता है। होल्स्ट ग्लास में एक सहज परत के रूप में, एक सिल्वर-ऑक्सीजन-सीज़ियम फोटोकैथोड का उपयोग किया गया था, जिसकी संवेदनशीलता कम थी, हालाँकि यह 1.1 माइक्रोन तक की सीमा में संचालित था। इसके अलावा, इस फोटोकैथोड में उच्च स्तर का शोर था, जिसे खत्म करने के लिए माइनस 40 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा करने की आवश्यकता थी।	इलेक्ट्रॉनिक प्रकाशिकी में प्रगति ने इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र द्वारा फ़ोकसिंग के साथ प्रत्यक्ष छवि स्थानांतरण को बदलना संभव बना दिया है। इलेक्ट्रोस्टैटिक इमेज ट्रांसफर के साथ इमेज इंटेन्सिफायर ट्यूब का सबसे बड़ा नुकसान एक फ्लैट फोटोकैथोड और स्क्रीन के साथ वक्रीय इलेक्ट्रॉन छवि के गैर-संयोग के कारण देखने के क्षेत्र के केंद्र से किनारों तक रिज़ॉल्यूशन में तेज गिरावट है। इस समस्या को हल करने के लिए, उन्होंने उन्हें गोलाकार बनाना शुरू किया, जिससे लेंस का डिज़ाइन काफी जटिल हो गया, जो आमतौर पर सपाट सतहों के लिए डिज़ाइन किए जाते हैं।
पहली पीढ़ी
मल्टीस्टेज इमेज इंटेंसिफायर ट्यूब


यूएसएसआर, एम.एम. बूट्सलोव फर्म आरसीए, आईटीटी (यूएसए), फिलिप्स (नीदरलैंड)
प्लानो-अवतल लेंस फाइबर-ऑप्टिक प्लेट्स (FOP) के आधार पर विकसित किए गए थे, जो कई एल ई डी का एक पैकेज है, और इनपुट और आउटपुट विंडो के बजाय स्थापित किया जाने लगा। FOP की सपाट सतह पर प्रक्षेपित ऑप्टिकल छवि को अवतल पक्ष में विरूपण के बिना प्रेषित किया जाता है, जो फोटोकैथोड की सपाट सतहों और वक्रीय इलेक्ट्रॉन क्षेत्र के साथ स्क्रीन के संयुग्मन को सुनिश्चित करता है। VOP के उपयोग के परिणामस्वरूप, देखने के पूरे क्षेत्र में रिज़ॉल्यूशन केंद्र के समान ही हो गया।
द्वितीय जनरेशन
माध्यमिक उत्सर्जन प्रवर्धक		छद्म दूरबीन
1- फोटोकैथोड 3- माइक्रोचैनल प्लेट 4- स्क्रीन
		70 के दशक में
अमेरिकी फर्में		फर्म "प्रैक्सिट्रोनिक" (जर्मनी)
यह तत्व एक छलनी है जिसमें नियमित रूप से दूरी वाले चैनल लगभग 10 माइक्रोमीटर व्यास के होते हैं और 1 मिमी से अधिक मोटे नहीं होते हैं। चैनलों की संख्या छवि तत्वों की संख्या के बराबर है और इसका क्रम 10 6 है। माइक्रोचैनल प्लेट (MCP) की दोनों सतहों को पॉलिश और धातुकृत किया जाता है, और उनके बीच कई सौ वोल्ट का वोल्टेज लगाया जाता है। चैनल में प्रवेश करने पर, इलेक्ट्रॉन दीवार से टकराता है और द्वितीयक इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकालता है। खींचने वाले विद्युत क्षेत्र में, यह प्रक्रिया कई बार दोहराई जाती है, जिससे 4 गुना NxlO लाभ प्राप्त करना संभव हो जाता है। एमसीपी चैनल प्राप्त करने के लिए विषम रासायनिक संरचना के ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग किया जाता है।		द्वितलीय डिजाइन के MCPs के साथ इमेज इंटेंसिफायर ट्यूब, यानी इलेक्ट्रोस्टैटिक लेंस के बिना, विकसित किए गए थे, एक प्रकार का तकनीकी रिटर्न टू डायरेक्ट, जैसा कि "ग्लास ऑफ होल्स्ट", इमेज ट्रांसफर में होता है। परिणामी मिनिएचर इमेज इंटेन्सिफायर ट्यूब्स ने स्यूडोबायनोक्युलर सिस्टम के नाइट विजन गॉगल्स (NVGs) को विकसित करना संभव बना दिया, जहां एक इमेज इंटेन्सिफायर ट्यूब से इमेज को बीम-स्प्लिटिंग प्रिज्म का उपयोग करके दो ऐपिस में विभाजित किया जाता है। यहाँ छवि का घुमाव अतिरिक्त मिनी-लेंस में किया जाता है।
तीसरी पीढ़ी
इमेज इंटेन्सिफायर P+ और सुपर II+
हमारे समय में 70 के दशक में शुरू हुआ
ज्यादातर अमेरिकी कंपनियां
लंबी अवधि के वैज्ञानिक विकास और जटिल निर्माण तकनीक, जो तीसरी पीढ़ी की छवि गहनता ट्यूब की उच्च लागत का निर्धारण करती है, को फोटोकैथोड की अत्यधिक उच्च संवेदनशीलता द्वारा मुआवजा दिया जाता है। कुछ नमूनों की एकीकृत संवेदनशीलता 2000 mA/W तक पहुंच जाती है, क्वांटम उपज (उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों की संख्या का अनुपात अधिकतम संवेदनशीलता के क्षेत्र में तरंग दैर्ध्य के साथ फोटोकैथोड पर क्वांटा घटना की संख्या का अनुपात) 30% से अधिक है! इस तरह के इमेज इंटेंसिफायर ट्यूब का संसाधन लगभग 3,000 घंटे है, डिजाइन के आधार पर लागत $600 से $900 तक है।

छवि की मुख्य विशेषताएं

छवि गहनता पीढ़ी		फोटो कैथोड का प्रकार	अभिन्न संवेदनशीलता,	के प्रति संवेदनशीलता तरंग दैर्ध्य 830-850	पाना,	खरीदने की सामर्थ्य श्रेणी मान्यता मानव आंकड़े में प्राकृतिक रात की रोशनी की स्थिति, एम
	"कैनवास का गिलास"			लगभग 1, आईआर रोशनी
				केवल चांदनी या आईआर प्रकाशक के तहत
				केवल चांदनी या आईआर प्रकाशक के तहत






	सुपर II+ या II++

इन्फ्रारेड विकिरण - एम होम से तरंग दैर्ध्य रेंज में विद्युत चुम्बकीय विकिरण पूर्ण शून्य (-273 डिग्री सेल्सियस) से ऊपर तापमान वाले किसी भी शरीर (गैसीय, तरल, ठोस) को इन्फ्रारेड (आईआर) विकिरण के स्रोत के रूप में माना जा सकता है। मानव दृश्य विश्लेषक इन्फ्रारेड रेंज में किरणों को नहीं देखता है। इसलिए, इस श्रेणी में विशिष्ट अनमास्किंग संकेत विशेष उपकरणों (नाइट विजन, थर्मल इमेजर्स) का उपयोग करके प्राप्त किए जाते हैं जिनका मानव आंख की तुलना में खराब रिज़ॉल्यूशन होता है। सामान्य स्थिति में, IR रेंज में किसी वस्तु की अनमास्किंग विशेषताओं में निम्नलिखित शामिल हैं: 1) वस्तु की उपस्थिति (आकार, आयाम, सतह विवरण) की ज्यामितीय विशेषताएं; 2) सतह का तापमान। एक्स-रे, पराबैंगनी या माइक्रोवेव के विपरीत इन्फ्रारेड किरणें मानव शरीर के लिए बिल्कुल सुरक्षित हैं। ऐसा कोई क्षेत्र नहीं है जहां गर्मी हस्तांतरण की प्राकृतिक विधि उपयोगी न हो। आखिरकार, हर कोई जानता है कि कोई व्यक्ति प्रकृति से ज्यादा चालाक नहीं बन सकता है, हम केवल इसका अनुकरण कर सकते हैं।

ग्रंथ सूची

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गामा विकिरण आयनीकृत अवशेष चुंबकीय बहाव दो फोटॉन अविरल मजबूर

अवरक्त विकिरण- विद्युत चुम्बकीय विकिरण, दृश्य प्रकाश के लाल अंत (λ = 0.74 माइक्रोन के तरंग दैर्ध्य के साथ) और माइक्रोवेव विकिरण (λ ~ 1-2 मिमी) के बीच वर्णक्रमीय क्षेत्र पर कब्जा कर रहा है।

इन्फ्रारेड विकिरण में पदार्थों के ऑप्टिकल गुण दृश्यमान विकिरण में उनके गुणों से काफी भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, कई सेंटीमीटर की पानी की परत λ = 1 µm के साथ अवरक्त विकिरण के लिए अपारदर्शी होती है। इन्फ्रारेड विकिरण गरमागरम लैंप, गैस डिस्चार्ज लैंप, सूर्य के विकिरण का लगभग 50% विकिरण बनाता है; कुछ लेजर इन्फ्रारेड विकिरण उत्सर्जित करते हैं। इसे पंजीकृत करने के लिए, थर्मल और फोटोइलेक्ट्रिक रिसीवर, साथ ही विशेष फोटोग्राफिक सामग्री का उपयोग किया जाता है।

अब इन्फ्रारेड विकिरण की पूरी श्रृंखला को तीन घटकों में बांटा गया है:

शॉर्टवेव क्षेत्र: λ = 0.74-2.5 माइक्रोन;
मध्यम तरंग क्षेत्र: λ = 2.5-50 µm;
लॉन्गवेव क्षेत्र: λ = 50-2000 माइक्रोन;

हाल ही में, इस श्रेणी के दीर्घ-तरंगदैर्घ्य किनारे को विद्युत-चुंबकीय तरंगों की एक अलग, स्वतंत्र श्रेणी में प्रतिष्ठित किया गया है - टेराहर्ट्ज़ विकिरण(सबमिलीमीटर विकिरण)।

इन्फ्रारेड विकिरण को "थर्मल" विकिरण भी कहा जाता है, क्योंकि गर्म वस्तुओं से अवरक्त विकिरण मानव त्वचा द्वारा गर्मी की अनुभूति के रूप में माना जाता है। इस मामले में, शरीर द्वारा उत्सर्जित तरंग दैर्ध्य ताप तापमान पर निर्भर करता है: तापमान जितना अधिक होगा, तरंग दैर्ध्य कम होगा और विकिरण की तीव्रता उतनी ही अधिक होगी। अपेक्षाकृत कम (कई हजार केल्विन तक) तापमान पर बिल्कुल काले शरीर का विकिरण स्पेक्ट्रम मुख्य रूप से इसी श्रेणी में होता है। इन्फ्रारेड विकिरण उत्तेजित परमाणुओं या आयनों द्वारा उत्सर्जित होता है।

खोज और सामान्य विशेषताओं का इतिहास

पहले, केवल तापदीप्त पिंड या गैसों में विद्युत निर्वहन अवरक्त विकिरण के प्रयोगशाला स्रोतों के रूप में कार्य करते थे। अब, ठोस अवस्था और आणविक गैस लेज़रों के आधार पर, समायोज्य या निश्चित आवृत्ति वाले अवरक्त विकिरण के आधुनिक स्रोत बनाए गए हैं। निकट अवरक्त क्षेत्र (~1.3 माइक्रोन तक) में विकिरण दर्ज करने के लिए, विशेष फोटोग्राफिक प्लेट्स का उपयोग किया जाता है। एक व्यापक संवेदनशीलता रेंज (लगभग 25 माइक्रोन तक) फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्टरों और फोटोरेसिस्टर्स के पास होती है। दूर अवरक्त क्षेत्र में विकिरण को बोलोमीटर द्वारा दर्ज किया जाता है - अवरक्त विकिरण द्वारा ताप के प्रति संवेदनशील डिटेक्टर।

आवेदन

दवा

इन्फ्रारेड किरणों का उपयोग फिजियोथेरेपी में किया जाता है।

रिमोट कंट्रोल

इन्फ्रारेड डायोड और फोटोडायोड का रिमोट कंट्रोल, ऑटोमेशन सिस्टम, सुरक्षा प्रणाली, कुछ मोबाइल फोन (इन्फ्रारेड) आदि में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इन्फ्रारेड किरणें अपनी अदृश्यता के कारण किसी व्यक्ति का ध्यान नहीं भटकाती हैं।

पेंटिंग करते समय

इन्फ्रारेड एमिटर का उपयोग उद्योग में पेंट सतहों को सुखाने के लिए किया जाता है। इन्फ्रारेड सुखाने की विधि के पारंपरिक, संवहन विधि पर महत्वपूर्ण फायदे हैं। सबसे पहले, यह निश्चित रूप से एक आर्थिक प्रभाव है। इन्फ्रारेड सुखाने के साथ खर्च की गई गति और ऊर्जा परंपरागत तरीकों से कम है।

खाद्य नसबंदी

जंग रोधी एजेंट

वार्निश वाली सतहों के क्षरण को रोकने के लिए इन्फ्रा-रेड किरणों का उपयोग किया जाता है।

खाद्य उद्योग

खाद्य उद्योग में अवरक्त विकिरण के उपयोग की एक विशेषता अनाज, अनाज, आटा, आदि जैसे केशिका-छिद्रपूर्ण उत्पादों में 7 मिमी तक की गहराई तक विद्युत चुम्बकीय तरंग के प्रवेश की संभावना है। यह मान सतह की प्रकृति, संरचना, सामग्री के गुणों और विकिरण की आवृत्ति प्रतिक्रिया पर निर्भर करता है। एक निश्चित आवृत्ति रेंज की एक विद्युत चुम्बकीय तरंग का न केवल एक थर्मल होता है, बल्कि उत्पाद पर जैविक प्रभाव भी होता है, यह जैविक पॉलिमर (स्टार्च, प्रोटीन, लिपिड) में जैव रासायनिक परिवर्तनों को तेज करने में मदद करता है। कन्वेयर सुखाने वाले कन्वेयर का उपयोग अन्न भंडार में और आटा-पीसने वाले उद्योग में अनाज डालने पर सफलतापूर्वक किया जा सकता है।

इसके अलावा, इन्फ्रारेड विकिरण का व्यापक रूप से कमरे और बाहरी जगहों को गर्म करने के लिए उपयोग किया जाता है। इन्फ्रारेड हीटर का उपयोग परिसर (घरों, अपार्टमेंट, कार्यालयों, आदि) में अतिरिक्त या मुख्य हीटिंग को व्यवस्थित करने के लिए किया जाता है, साथ ही साथ बाहरी स्थान (स्ट्रीट कैफे, गज़बोस, बरामदा) के स्थानीय हीटिंग के लिए भी किया जाता है।

नुकसान हीटिंग की काफी अधिक विषमता है, जो कई तकनीकी प्रक्रियाओं में पूरी तरह से अस्वीकार्य है।

प्रामाणिकता के लिए धन की जाँच करना

इन्फ्रारेड एमिटर का उपयोग पैसे की जाँच के लिए उपकरणों में किया जाता है। सुरक्षा तत्वों में से एक के रूप में बिल पर लागू, विशेष मेटामेरिक स्याही केवल इन्फ्रारेड रेंज में देखी जा सकती है। प्रामाणिकता के लिए पैसे की जाँच के लिए इन्फ्रारेड मुद्रा डिटेक्टर सबसे त्रुटि मुक्त उपकरण हैं। बैंक नोटों पर इन्फ्रारेड टैग लगाना, पराबैंगनी वाले के विपरीत, जालसाज़ों के लिए महंगा है और इसलिए आर्थिक रूप से लाभहीन है। इसलिए, एक अंतर्निर्मित आईआर उत्सर्जक के साथ बैंकनोट डिटेक्टर आज जालसाजी के खिलाफ सबसे विश्वसनीय सुरक्षा हैं।

सेहत को खतरा

उच्च ताप वाले क्षेत्रों में तीव्र अवरक्त विकिरण आँखों के लिए खतरनाक हो सकता है। यह सबसे खतरनाक होता है जब विकिरण दृश्य प्रकाश के साथ नहीं होता है। ऐसी जगहों पर आंखों के लिए खास प्रोटेक्टिव गॉगल्स पहनना जरूरी होता है।

यह सभी देखें

अन्य गर्मी हस्तांतरण के तरीके

पंजीकरण (रिकॉर्डिंग) आईआर स्पेक्ट्रा के लिए तरीके।

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विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम
γ-विकिरण \| एक्स-रे \| यूवी \| दृश्यमान प्रकाश \| आईआर\| टेराहर्ट्ज विकिरण \| माइक्रोवेव \| रेडियो तरंगें
दृश्यमान प्रतिबिम्ब	बैंगनी \| नीला \| नीला \| हरा \| पीला \| संतरा \| लाल
माइक्रोवेव	डब्ल्यू \| वी \| क्यू \| के ए \| \| क यू \| \| \| \|
रेडियो तरंगें	ईएचएफ/ईएचएफ \| माइक्रोवेव/एसएचएफ \| यूएचएफ/यूएचएफ \| वीएचएफ/वीएचएफ \| एचएफ / एचएफ \| एमएफ/एमएफ \| वामो / वामो \| वीएलएफ/वीएलएफ \| इंच/यूएलएफ \| एसएलएफ/एसएलएफ \| योगिनी / योगिनी

विश्वकोश यूट्यूब

उपशीर्षक

खोज और सामान्य विशेषताओं का इतिहास

इन्फ्रारेड बैंड

सामान्य विभाजन योजना

सीआईई योजना

आईएसओ 20473 स्कीमा

ऊष्मीय विकिरण

आवेदन

नाइट विजन डिवाइस

थर्मोग्राफी

इन्फ्रारेड होमिंग

इन्फ्रारेड हीटर

डेटा स्थानांतरण

रिमोट कंट्रोल

दवा

खाद्य नसबंदी

खाद्य उद्योग

इन्फ्रारेड उत्सर्जक के रूप में पृथ्वी

अवरक्त विज्ञान का इतिहास

प्रारंभिक

आईआर विकिरण और गर्मी

इन्फ्रारेड विकिरण के स्रोत के रूप में पृथ्वी

आईआर क्षेत्र

संचार प्रणालियों में पदनाम

थर्मोग्राफी

अन्य चित्र

एलईडी और लेजर

आईआर रिसीवर

गरम करना

संबंध

स्पेक्ट्रोस्कोपी

इन्फ्रारेड किरणों के लाभ और हानि

खोज और सामान्य विशेषताओं का इतिहास

आवेदन

दवा

रिमोट कंट्रोल

पेंटिंग करते समय

खाद्य नसबंदी

जंग रोधी एजेंट

खाद्य उद्योग

प्रामाणिकता के लिए धन की जाँच करना

सेहत को खतरा

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