Infragorri hurbiletik infragorri erdiko laser sintonizagarriak

Espektro-barrutiaren definizio desberdinak.

Orokorrean, jendeak argi infragorriei buruz hitz egiten duenean, ~ 700-800 nm-tik gorako hutseko uhin-luzera duten argiari egiten dio erreferentzia (uhin-luzera ikusgaiaren barrutiaren goiko muga).

Deskribapen honetan uhin-luzera espezifikoko muga zehatza ez dago argi eta garbi definituta, giza begiak infragorriaren pertzepzioa poliki-poliki murrizten delako, itsaslabar batean moztu beharrean.

Adibidez, gizakiaren begiarekiko 700 nm-ko argiaren erantzuna oso baxua da dagoeneko, baina argia nahikoa indartsua bada, giza begiak 750 nm-tik gorako uhin-luzera duten laser-diodo batzuek igortzen duten argia ere ikus dezake, eta horrek infragorriak ere egiten ditu. laserrak segurtasun arriskua da. --Nahiz eta giza begiarentzat oso distiratsua ez izan, bere benetako indarra oso handia izan daiteke.

Era berean, argi infragorrien iturriaren beheko muga-tartea bezala (700 ~ 800 nm), argi-iturri infragorriaren goiko mugaren definizio-tartea ere zalantzazkoa da. Oro har, 1 mm ingurukoa da.

Hona hemen infragorrien bandaren definizio arrunt batzuk:

Infragorri hurbileko eskualde espektrala (IR-A ere deitzen zaio), ~750-1400 nm bitartekoa.

Uhin-luzera-eskualde honetan igortzen diren laserrak zarata eta giza begien segurtasun-arazoak izateko joera dauka, giza begien fokatze-funtzioa bateragarria delako infragorri hurbileko eta ikusgai dagoen argi-tarteekin, infragorri hurbileko bandako argi iturria transmititu eta bideratu ahal izateko. erretina sentikorra modu berean, baina infragorri hurbileko banda argiak Ez du keinu-erreflexu babesgarririk eragiten. Ondorioz, giza begiaren erretina kaltetu egiten da gehiegizko energiaz, sentikortasunik ezaren ondorioz. Hori dela eta, banda honetan argi iturriak erabiltzean, arreta osoa jarri behar zaio begien babesari.

Uhin-luzera laburreko infragorria (SWIR, IR-B) 1,4-3 μm bitartekoa.

Eremu hau nahiko segurua da begientzat, argi hori begiak xurgatzen duelako erretinara iritsi baino lehen. Esaterako, zuntz optikoko komunikazioetan erabiltzen diren erbioz dopatutako zuntz anplifikadoreek funtzionatzen dute eskualde honetan.

Erdiko uhin infragorriak (MWIR) tartea 3-8 μm-koa da.

Giroak xurgapen handia erakusten du eskualdeko zenbait lekutan; atmosferako gas askok xurgapen-lerroak izango dituzte banda honetan, hala nola karbono dioxidoa (CO2) eta ur-lurruna (H2O). Gainera, gas askok banda honetan xurgapen handia erakusten dutelako Absortzio-ezaugarri sendoek eskualde espektral hau oso erabilia da atmosferan gasak detektatzeko.

Uhin luze infragorria (LWIR) tartea 8-15 μm-koa da.

Urruneko infragorria (FIR) da hurrengoa, 15 μm-1 mm bitartekoa (baina 50 μm-tik hasten diren definizioak ere badaude, ikus ISO 20473). Eskualde espektral hau irudi termikorako erabiltzen da batez ere.

Artikulu honek uhin-luzera sintonizagarria duten banda zabaleko laserraren aukeraketa eztabaidatu nahi du infragorri hurbiletik infragorri erdiko argi-iturriekin, hau da, goiko uhin-luzera laburreko infragorria (SWIR, IR-B, 1,4-3 μm bitartekoa) eta zati bat barne. uhin ertaineko infragorria (MWIR, 3-8 μm bitartekoa).

Aplikazio tipikoa

Banda honetako argi-iturrien ohiko aplikazio bat aztarna-gasetan laser xurgapen-espektroak identifikatzea da (adibidez, diagnostiko medikoan eta ingurumen-kontrolean urrutiko detekzioa). Hemen, analisiak infragorriaren erdialdeko eskualde espektraleko molekula askoren xurgapen-banda sendo eta ezaugarriak aprobetxatzen ditu, "hatz-marka molekular" gisa balio dutenak. Molekula horietako batzuk infragorri hurbileko eskualdean pan-xurgapen-lerroen bidez ere ikertu daitezkeen arren, infragorri hurbileko laser iturriak erraz prestatzen direnez, abantailak daude infragorriaren erdialdeko eskualdean xurgapen-lerro sendoak erabiltzeak sentikortasun handiagoarekin. .

Infragorri erdiko irudietan, banda honetako argi iturriak ere erabiltzen dira. Jendeak normalean aprobetxatzen du infragorri erdiko argia materialetan sakonago sar daitekeela eta sakabanaketa gutxiago duela. Esate baterako, dagozkien irudi hiperespektraleko aplikazioetan, infragorri hurbiletik infragorri erdialdera pixel bakoitzeko (edo voxel) informazio espektrala eman dezakete.

Infragorri erdiko laser iturrien etengabeko garapena dela eta, hala nola, zuntz laserrak, metalezkoak ez diren laser materialak prozesatzeko aplikazioak gero eta praktikoagoak dira. Normalean, jendeak material jakin batzuek argi infragorriaren xurgapen handia aprobetxatzen dute, adibidez, polimero-filmek, materialak selektibo kentzeko.

Kasu tipiko bat da gailu elektroniko eta optoelektronikoetan elektrodoetarako erabiltzen diren indio eztainu oxidoaren (ITO) film eroale gardenak laser ablazio selektiboaren bidez egituratu behar direla. Beste adibide bat zuntz optikoen estaldurak ezabatzea da. Halako aplikazioetarako banda honetan behar diren potentzia-mailak normalean laser bidezko ebaketa bezalako aplikazioetarako eskatzen direnak baino askoz txikiagoak dira.

Infragorri hurbiletik infragorri erdiko argi iturriak ere erabiltzen dituzte militarrek beroa bilatzen duten misilen aurkako infragorri norabideko kontraneurrietarako. Kamera infragorriak itsutzeko egokia den irteera-potentzia handiagoaz gain, atmosferako transmisio-bandaren barruko estaldura espektral zabala (3-4 μm eta 8-13 μm inguru) ere beharrezkoa da koska-iragazki soilek infragorri detektagailuak babesteko.

Goian deskribatutako atmosferako transmisio-leihoa espazio libreko komunikazio optikoetarako ere erabil daiteke norabide-sorta bidez, eta kaskada kuantikoko laserrak aplikazio askotan erabiltzen dira horretarako.

Zenbait kasutan, infragorri erdiko pultsu ultralaburrak behar dira. Esate baterako, infragorrien erdiko maiztasun-orraziak erabil litezke laser espektroskopian, edo pultsu ultralabuen intentsitate gailur altua aprobetxatu laserako. Hau modu-blokeatutako laser batekin sor daiteke.

Bereziki, infragorri hurbiletik infragorri erdiko argi-iturrietarako, aplikazio batzuek eskakizun bereziak dituzte uhin-luzerak edo uhin-luzera doitzeko eskaneatzeko, eta infragorri hurbiletik infragorri-erdiko uhin-luzera sintonizagarrien laserrek ere oso garrantzi handia dute aplikazio hauetan.

Esaterako, espektroskopioan, infragorri erdiko sintonizagarriak diren laserrak ezinbesteko tresnak dira, dela gas sentsazioan, ingurumenaren monitorizazioan edo analisi kimikoan. Zientzialariek laserren uhin-luzera doitzen dute infragorrien erdialdean zehatz-mehatz kokatzeko xurgapen molekular-lerro zehatzak detektatzeko. Horrela, materiaren konposizioari eta propietateei buruzko informazio zehatza lor dezakete, sekretuz betetako kode-liburua pitzatzea bezala.

Irudi medikoen alorrean, infragorri ertaineko laser sintonizagarriak ere zeresan handia dute. Asko erabiltzen dira diagnostiko eta irudi-teknologi ez inbaditzaileetan. Laserraren uhin-luzera zehatz-mehatz sintonizatuz, infragorri erdiko argia ehun biologikoan sartu daiteke, eta, ondorioz, bereizmen handiko irudiak sor ditzake. Hau garrantzitsua da gaixotasunak eta anomaliak detektatzeko eta diagnostikatzeko, gizakiaren gorputzaren barneko sekretuetara begiratzen duen argi magiko bat bezala.

Defentsa eta segurtasunaren eremua ere bereizezina da infragorri erdiko laser sintonizagarrien aplikaziotik. Laser hauek funtsezko eginkizuna dute infragorrien aurkako neurrietan, batez ere beroa bilatzen duten misilen aurka. Esaterako, Directional Infragorrien Kontraneurrien Sistemak (DIRCM) hegazkinak misilen jarraipena eta erasoetatik babestu ditzake. Laserraren uhin-luzera azkar egokituz, sistema hauek sartzen diren misilen gida-sistema oztopatu dezakete eta borrokaren marea berehala alda dezakete, zerua zaintzen duen ezpata magiko batek bezala.

Teledetekzio teknologia lurra behatzeko eta monitorizatzeko baliabide garrantzitsua da, zeinetan infragorri sintonizagarriak diren laserrak funtsezko zeregina baitute. Ingurumenaren monitorizazioa, atmosferaren ikerketa eta Lurraren behaketa bezalako eremuak laser horien erabileran oinarritzen dira. Infragorri ertaineko laser sintonizagarriei esker, zientzialariek atmosferako gasen xurgapen-lerro espezifikoak neur ditzakete, eta datu baliotsuak eskaintzen dituzte klimaren ikerketan, kutsaduraren monitorizazioan eta eguraldiaren iragarpenean laguntzeko, naturaren misterioei buruzko argibideak ematen dituen ispilu magiko bat bezala.

Industria-ezarpenetan, infragorri ertaineko laser doigarriak oso erabiliak dira zehaztasun handiko materialak prozesatzeko. Laserrak zenbait materialek biziki xurgatzen dituzten uhin-luzeretara sintonizatzean, ablazioa, ebaketa edo soldadura selektiboa ahalbidetzen dute. Horri esker, doitasuneko fabrikazioa ahalbidetzen da elektronika, erdieroale eta mikromekanizazioa bezalako arloetan. Infragorri ertaineko laser sintonizagarria fin leundutako labana bat bezalakoa da, industriari aukera ematen dio produktuak fin-fin zizelkatu eta teknologiaren distira erakusteko.