紅外線(IR)是介于可見光紅端與微波之間的電磁輻射,其波長(zhǎng)范圍從0.75微米至1000微米。為人眼不可見光線部分。自從1800年英國(guó)天文學(xué)家威·赫謝耳(W.Herschel)在研究太陽(yáng)光譜的熱效應(yīng)時(shí)發(fā)現(xiàn)紅外線以來(lái),它在信息技術(shù)與通訊、保健與生命科學(xué)、國(guó)防與太空、科研與教育等領(lǐng)域中發(fā)揮出越來(lái)越重要的作用。
根據(jù)紅外輻射在地球大氣層中傳輸特性的不同,可分為:
近紅外:波長(zhǎng)范圍0.75~3微米
中紅外:波長(zhǎng)范圍3~6微米
遠(yuǎn)紅外:波長(zhǎng)范圍6~15微米
極遠(yuǎn)紅外:波長(zhǎng)范圍15~1000微米
每一個(gè)波段的應(yīng)用都非常廣泛。下面分別作簡(jiǎn)單的介紹:
I.近紅外波段--0.75~3微米
近紅外波段在通訊、藥物檢測(cè)、資源探測(cè)等領(lǐng)域存在大量應(yīng)用。大家熟悉的是通訊用光纖—1.33,1.55微米,全球現(xiàn)正在以每秒1000米的速度鋪設(shè)。2005年,跨洋光纖光纜將接近60萬(wàn)公里,足以繞地球15周。使得寬帶網(wǎng)絡(luò)和信息服務(wù)已成為我們生活中的一部分。
II.中、遠(yuǎn)紅外波段--3~6微米
這兩個(gè)波段是目前使用得最多的紅外波段,在國(guó)防和民用上得到廣泛使用。如車庫(kù)、電梯門的安全傳感器、電視機(jī)遙控器、便攜式紅外溫度計(jì)、夜間起作用的光電電燈開關(guān)、PC計(jì)算機(jī)到鍵盤及打印機(jī)的紅外耦合,以及在公共廁所中自動(dòng)開關(guān)水龍頭的紅外開關(guān)等。車庫(kù)門和電梯門通常采用一束不可見的紅外光,當(dāng)有人進(jìn)出時(shí)就能被探測(cè),關(guān)門動(dòng)作就會(huì)停止。類似的電光眼還用于記錄校準(zhǔn)航跡、滑雪、賽跑等方面。電視機(jī)遙控器發(fā)射功率極低的編碼脈沖紅外光束,由電視機(jī)探測(cè)解讀為變換頻道等指令。
III.極遠(yuǎn)紅外波段--15~1000微米
該紅外波段是發(fā)展最不成熟的階段,基于它在生物組織和掩埋物體檢測(cè)等領(lǐng)域的應(yīng)用前景,這就是最近發(fā)展起來(lái)的特拉赫茲(THz)技術(shù)。最近發(fā)明的用固體激光產(chǎn)生超短脈沖方法,使之快速發(fā)展成為可能。在技術(shù)發(fā)展中,超快激光的光學(xué)材料和飛秒脈沖處理器件的研究起著關(guān)鍵的作用。用于不同波長(zhǎng)的新型激光晶體,改良的非線型材料,新的有源非線性纖維器件,以及對(duì)光和物質(zhì)相互作用的更好理解,這些對(duì)培育技術(shù)的成功并擴(kuò)大它的影響仍是需要的。
綜上所述,紅外光雖為我們所不見,但其應(yīng)用卻是隨處可見,它在軍事和民用等方面做出了很大的貢獻(xiàn)。同時(shí)它自身也在不斷發(fā)展和拓廣,它會(huì)逐漸成為我們生活中不可缺少的一部分。
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