Infraraud stråling

Infraraud (IR) stråling er elektromagnetisk stråling av bølgjelengder lengre enn synleg ljos, men kortare enn mikrobølgjer. Namnet kjem frå det latinske ordet infra som tyder under og raud som er den fargen innanfor spekteret av synleg ljos som har den lengste bølgjelengda. Infraraud stråling dekker tre bøljgelengd-dekadar : 700 NM – 1 mm.

Ulike infraraude område

IR delast ofte opp i:

nær infraraud NIR, IR-A DIN, 0.7–1.4 µm i bølgjelengd, definert ved vassabsorpsjon, og hyppig brukt i fiberoptisk telekommunikasjon på grunn av den låge dempninga i kvarts (SiO₂)-glas
kortbølgje IR SWIR, IR-B DIN, 1.4–3 µm – Vassabsorpsjon aukar signifikant ved 1450 nm
mellombølgje IR MWIR, IR-C DIN, òg kalla midlarar IR (IIR), 3–8 µm
langbølgje IR LWIR, IR-C DIN, 8–15 µm
fjern infraraud FIR, 15–1000 µm

Desse nemningane er likevel ikkje heilt presise, og blir brukt ulikt i ulike studium, dvs. nær (0.7–5 µm) / mid (5–30 µm) / lang (30–1000 µm). Spesielt innanfor telekom-bølgjelengder er spekteret vidare inndelt i fleire band, pga avgrensingar i detektorar, forsterkarar og strålekjelder. Infraraud stråling er ofte forbunde med varme, sidan objekt ved romtemperatur og høgare sender ut stråling hovudsakleg i midt-infraraudt band (ref. svart lekam).

Intensitetsskilnad av atmosfærisk spreiing i infraraudt område.

Dei normale nemningane er tilpassa menneskeleg respons på slik stråling («nær infraraud» = det raude du akkurat ikkje kan sjå, «fjern infraraud» = termisk stråling). Andre definisjonar følgjer ulike fysiske mekanismar (strålingstoppar, vs. band, vassabsorpsjon) og dei nyaste følgjer tekniske kriterium (dei vanlege Sien-detektorar er kjenslevare for ~1050 NM,medan InGaAs-kjenslegheita startar rundt 950 nm og stoppar mellom 1700 og 2200 nm, avhengig av den spesifikke konfigureringa). Di verre er dei internasjonale standardar for denne spesifikasjonen ikkje fritt tilgjengeleg.

Telekommunikasjonsband i infraraudt

Optisk telekommunikasjon i nær infraraudt er teknisk ofte plassert til spesifikke frekvensband basert på tilgjenge av lyskilder, transportmaterialer (fibrar) og detektorar.

O-bandet 1260-1360 nm
E-bandet 1360-1460 nm
S-bandet 1460-1530 nm
C-bandet 1530-1565 nm
L-bandet 1565-1625 nm
U-bandet 1625-1675 nm

Historie

I 1800 heldt den engelske astronomen William Herschel eit kvikksølvtermometer i det optiske spektrum av sollys sendt gjennom eit glasprisme for å mæle varmen frå ulike lysfargar. Han oppdaga ein ytterlegare temperaturauke når han flytta termometret forbi det synlege raude ljoset. Dette var det første eksperimentet som viste at varme kunne overførast via ei usynleg form for ljos.

Jorda som ei infraraud strålekjelde

Jordoverflata absorberer synleg stråling frå sola og sender mykje av energien som infraraud stråling tilbake til atmosfæren. Visse gassar i atmosfæren kalla drivhusgassar, hovudsakleg vassdamp og karbondioksid, absorberer denne strålinga, og sender han ut igjen i alle retningar, òg tilbake til jordoverflata. Denne effekten, som blir kalla drivhuseffekten, sørgar for å halde atmosfæren mykje varmare enn han ville vore utan desse gassane.

Bruksområde

Infraraud stråling blir utnytta i nattsyn-utstyr for bruk ved utilstrekkleg synleg ljos. Strålinga vert detektert og omgjort til eit bilete på ein skjerm. Varme objekt framtrer ljosare og gjer det mogleg for politi og militært personell å operere meir effektivt i mørke.

Røyk er meir gjennomsiktig for infraraudt enn for synleg ljos. Difor brukar òg røykdykkarar infraraudt-utstyr. Brannmenn brukar infraraud-kamera i trehus etter at ein brann er sløkka, for å finne moglege varme soner bak veggene slik at ein kan gjere tiltak for å hindre ein brann å blusse opp att.

Innanfor vedlikehald av bygningar og eigedomar, kan IR brukast som eit kostnadssparande verktøy ved å avbilde ulike bygningsdelar og -utstyr. Infraraud termografi er ein fotografisk teknikk som påviser temperaturskilnader. Han framviser varme punkt/flater langs ytterveggene til huset og lokaliserer dermed detaljar med unødig varmetap. Teknikken blir òg brukt for å oppdage varmgang og brannfare i elektriske installasjonar i bustader, industri og bygningar.

Ei vanlegare nytte av IR er i fjernkontrollar for TV-apparat etc. I dette tilfellet blir det brukt infraraude frekvensar i staden for dei lågare radiofrekvensane, sidan desse ikkje interfererer med anna utstyr i tilstøytande rom. Dette er spesielt viktig i område med tett folkesetnad fordi IR, i motsetnad til radiobølgjer, ikkje kan gå gjennom veggar. IR-basert dataoverføring blir òg brukt i nærkommunikasjon mellom data-utstyrsdelar (til dømes trådlaus mus og tastatur) og data-assistentar.

Desse einingane følgjer som regel standardar utgjeve av IrDA («Infrared Data Association»). Fjernkontrollar og IrDA-einingar brukar lysdiodar (LED) som sender ut infraraud stråling som så blir fokusert til ein smal stråle av ein plastlinse. Strålen er modulert, dvs. blir slått hurtig av og på for å angje ulike signalkoder. Mottakaren brukar ein fotocelle for å konvertere den infraraude strålinga tilbake til eit elektrisk signal. Mottakaren reagerer berre på hurtig pulserande signal, og filtrerer den langsame endringa av infraraud stråling frå omgivnadene.

Innanfor infraraud fotografi brukast infraraude filter for berre å fange det infraraude spektrum. Digitalkamera brukar ofte infraraud blokkering. Det finst òg overvakingskamera som les i det infraraude frekvensområdet. I eit fargebilete ved normalt dagslys vil det vere forstyrrande å vise infraraudt ljos, og dei mest avanserte kameraa har då ein automatisk funksjon som koplar ut IR-filteret og byter over til svart/kvitt idet ljoset fell under ei gjeven grense. Ved i tillegg å supplere med IR-lyskastarar kan ein få fullgode bilete i svart/kvitt frå eit tilsynelatande stummande mørkt miljø.

Kjelder

Denne artikkelen bygger på «Infrarød stråling» frå Wikipedia på bokmål, den 10. oktober 2012.