Estas son algunas de las definiciones comunes de la banda infrarroja:
Zona espectral de infrarrojo cercano (también conocida como ir - a), rango de hasta 750 - 1400 nm.
Los láseres emitidos en esta zona de longitud de onda son propensos al ruido y a los problemas de seguridad del ojo humano, ya que la función de enfoque del ojo humano es compatible con el rango de infrarrojo cercano y luz visible, por lo que la fuente de luz de la banda de infrarrojo cercano puede transmitirse y enfocarse de la misma manera a la retina sensible, pero la luz de la banda de infrarrojo cercano no desencadena un reflejo protector del parpadeo. Como resultado, la retina del ojo humano está dañada por una energía excesiva debido a la insensibilidad. Por lo tanto, al usar la fuente de luz de esta banda, se debe prestar suficiente atención a la protección ocular.
El rango de infrarrojo de onda corta (swir, ir - b) es de 1,4 - 3 micras.
Esta zona es relativamente segura para el ojo, ya que esta luz es absorbida por el ojo antes de llegar a la retina. Por ejemplo, los amplificadores de fibra óptica dopados con erbio utilizados en las comunicaciones de fibra óptica funcionan en esta Zona.
El rango de infrarrojo de onda media (mwir) es de 3 - 8 micras.
La atmósfera de algunas partes de la región muestra un fuerte efecto de absorción; Muchos gases atmosféricos tendrán líneas de absorción en esta banda, como dióxido de carbono (co2) y vapor de agua (h2o). Además, debido a que muchos gases muestran fuertes características de absorción en esta banda, las fuertes características de absorción hacen que esta región espectral sea ampliamente utilizada para la detección de gases en la atmósfera.
El rango de infrarrojo de onda larga (lwir) es de 8 - 15 micras.
Le sigue el infrarrojo lejano (fir), con un rango de 15 micras - 1 mm (pero también se define a partir de 50 micras, Véase la norma ISO 20473). Esta región espectral se utiliza principalmente para imágenes térmicas.
El objetivo de este trabajo es discutir la selección de láseres de longitud de onda tunable de banda ancha de infrarrojos cercanos a fuentes de infrarrojos medios, que pueden incluir los infrarrojos de onda corta mencionados anteriormente (swir, ir - b, rango de 1,4 - 3 micras) y infrarrojos de onda media parcial (mwir, rango de 3 - 8 micras).
Aplicaciones típicas
La aplicación típica de esta fuente de luz de banda es identificar los espectros de absorción láser en los gases traza (por ejemplo, la teleobservación en el diagnóstico médico y la vigilancia ambiental). Aquí, el análisis utiliza bandas de absorción fuertes y características de muchas moléculas en la región espectral del infrarrojo medio, que actúan como "huellas dactilares moleculares". Aunque algunas de estas moléculas también se pueden estudiar a través de líneas de absorción PAN en la región del infrarrojo cercano, debido a que las fuentes láser del infrarrojo cercano son más fáciles de preparar, el uso de líneas de absorción de ondas básicas fuertes con mayor sensibilidad en la región del infrarrojo medio tiene ventajas.
En las imágenes de infrarrojo medio, también se utilizan fuentes de luz de esta banda. La gente suele aprovechar el hecho de que la luz infrarroja media puede penetrar más profundamente en el material y dispersar menos. Por ejemplo, en las aplicaciones de imágenes hiperespectrales correspondientes, el infrarrojo cercano al infrarrojo medio puede proporcionar información espectral para cada píxel (o voxel).
Debido al desarrollo continuo de fuentes láser de infrarrojo medio, como los láseres de fibra óptica, el procesamiento y la aplicación de materiales láser no metálicos se han vuelto cada vez más prácticos. Por lo general, las personas utilizan la fuerte absorción de luz infrarroja por algunos materiales, como las membranas poliméricas, para eliminar selectivamente los materiales.
Típicamente, las películas conductoras transparentes de óxido de indio y estaño (ito) para electrodos en dispositivos electrónicos y optoelectrónicos deben estructurarse a través de la ablación láser selectiva. Otro ejemplo es el desprendimiento preciso del recubrimiento en la fibra óptica. El nivel de potencia requerido por esta aplicación en esta banda suele ser mucho menor que el requerido por aplicaciones como el corte láser.
Las fuentes de luz de infrarrojo cercano a Infrarrojo Medio también son utilizadas por los militares para combatir la confrontación infrarroja direccional de misiles de búsqueda térmica. Además de la mayor potencia de salida adecuada para las cámaras infrarrojas cegadoras, se necesita una amplia cobertura espectral dentro de la banda de transmisión atmosférica (unos 3 - 4 micras y 8 - 13 micras) para evitar que un simple filtro de trampa proteja al detector infrarrojo.
En algunos casos, se necesitan pulsos ultracortos de infrarrojo medio. Por ejemplo, se puede utilizar un peine de frecuencia infrarroja media en el espectro láser o utilizar la intensidad del pico de un pulso ultracorto para la emisión láser. Esto se puede producir con un láser de modo bloqueado.
En particular, para las fuentes de luz de infrarrojo cercano a infrarrojo medio, algunas aplicaciones tienen requisitos especiales para escanear la longitud de onda o la tunabilidad de la longitud de onda, y los láseres tunables de longitud de onda de infrarrojo cercano a Infrarrojo Medio también juegan un papel extremadamente importante en estas aplicaciones.
Por ejemplo, en la espectrometría, los láseres tunables de infrarrojo medio son herramientas esenciales, ya sea en la detección de gases, el monitoreo ambiental o el análisis químico. Los científicos ajustaron la longitud de onda del láser y lo localizaron con precisión en el rango infrarrojo medio para detectar líneas de absorción molecular específicas. De esta manera, pueden obtener detalles sobre la composición y la naturaleza de la materia, al igual que descifrar un libro de contraseñas lleno de secretos.
En el campo de las imágenes médicas, los láseres tunables de infrarrojo medio también juegan un papel importante. Se utilizan ampliamente en técnicas de diagnóstico e imagen no invasivas. Al ajustar con precisión la longitud de onda del láser, la luz infrarroja media puede penetrar en el tejido biológico y producir imágenes de alta resolución. Esto es importante para detectar y diagnosticar enfermedades y anomalías, como una luz mágica que espia los secretos internos del cuerpo humano.
El campo de la defensa nacional y la seguridad también es inseparable de la aplicación de láseres tunables de infrarrojo medio. Estos láseres juegan un papel clave en la confrontación infrarroja, especialmente contra los misiles de búsqueda térmica. Por ejemplo, el sistema de confrontación infrarroja dirigida (dircm) puede proteger a los aviones del seguimiento y ataque de misiles. Al ajustar rápidamente la longitud de onda del láser, estos sistemas pueden interferir con los sistemas de guía de los misiles entrantes y revertir instantáneamente la situación de guerra, como una espada mágica que protege el Cielo.
La tecnología de teleobservación es un medio importante para observar y monitorear la tierra, y los láseres infrarrojos tunables juegan un papel clave en ella.
áreas como la vigilancia ambiental, la investigación atmosférica y la observación de la tierra dependen del uso de estos láseres. Los láseres tunables de infrarrojo medio permiten a los científicos medir líneas de absorción específicas de gases en la atmósfera, proporcionando datos valiosos para la investigación climática, el monitoreo de la contaminación y el pronóstico del tiempo, como un espejo mágico que permite comprender los misterios de la naturaleza.
En el entorno industrial, los láseres tunables de infrarrojo medio se utilizan ampliamente en el procesamiento de materiales de precisión. Al ajustar el láser a una longitud de onda fuertemente absorbida por algunos materiales, pueden realizar ablación selectiva, Corte o soldadura. Esto hace posible la fabricación de precisión en campos como la electrónica, los semiconductores y el mecanizado micromecánico. El láser tunable de infrarrojo medio es como un tallador pulido fino, lo que permite a la industria tallar productos finos y mostrar el brillo de la tecnología.
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