Innrauð sía er optískur hluti sem notaður er til að sía og senda innrauðar bylgjulengdir með vali. Kjarnahlutverk þess er að leyfa sérstökum bylgjulengdarsviðum innrauðs ljóss að fara framhjá á meðan það hindrar aðrar bylgjulengdir eins og sýnilegt ljós og útfjólublátt ljós. Innrautt ljós vísar almennt til rafsegulbylgna með bylgjulengd á bilinu 0,75 míkrómetrar (μm) til 1 millimetra (mm).
Samkvæmt hagnýtum eiginleikum er hægt að skipta innrauðum síum aðallega í:
- Innrauðar skurðarsíur (IR-CUT)
- Innrauðar sendingarsíur (eins og innrauðar bandpasssíur og langar-passasíur)
-
Umsóknir um innrauða síur
Innrauðar skurðarsíur eru mikið notaðar í myndavélum eins og stafrænum myndavélum, snjallsímum og eftirlitsmyndavélum. Kjarnahlutverk þeirra er að koma í veg fyrir truflun innrauðs ljóss á CCD eða CMOS myndflögu. Þetta hjálpar til við að leysa litafráviksvandamál af völdum innrauðs ljóss sem tekur þátt í myndatöku, og bætir þar með litaafritun, upplausn og heildarskýrleika myndarinnar.
Aftur á móti, fyrir tæki eins og innrauða gasgreiningartæki, nætursjónvörur og innrauða skynjara, eru innrauðar síur notaðar til að velja nákvæmlega og senda ákveðin innrauð bylgjulengdarsvið fyrir forrit þar á meðal gasskynjun, hitamyndatöku og merki móttöku.
Vinnureglu
Vinnureglan um innrauða síur er aðallega byggð á sjóntruflunum og sértækri frásog eða endurspeglun tiltekinna bylgjulengda af efnum. Innrauðar klipptar síur taka venjulega upp marglaga þunnt-filmuskipulag. Með því að stjórna nákvæmlega þykkt og brotstuðul hvers lags eru truflunaráhrif notuð til að endurspegla eða gleypa innrautt ljós á sama tíma og sýnilegt ljós kemst í gegnum.
Þegar ljós kemur á síuna:
- Mismunandi bylgjulengdir valda truflunum innan marglaga kvikmyndanna
- Innrautt ljós upplifir meiri mun á sjónleiðum og endurkastast eða frásogast
- Sýnilegt ljós, vegna betri samsvörunar á brotstuðul, fer í gegnum með lágmarks truflunum
Að auki geta ákveðin efni tekið í sig innrauðu ljós og umbreytt því í varmaorku, sem eykur hindrandi áhrif enn frekar.
Fyrir ó-skornar innrauðar síur (eins og bandpass og lang-pass síur), virka þær sem "rófsvalarar" í snjöllum skynjunarkerfum. Kjarnahlutverk þeirra er að senda á skilvirkan hátt ákveðin innrauð bylgjulengdarbönd á meðan hún lokar stranglega á flökkuljósi, sérstaklega sýnilegu ljósi og útfjólubláu ljósi.
Flokkun innrauðra sía
1. Flokkun eftir hlutverki
- Innrauðar skurðarsíur (IR-CUT)
- Innrauðar sendingarsíur
2. Flokkun eftir Optical Substrate
- Hvítt gler IRCF
- Blát gler IRCF
- Resin IRCF
3. Flokkun eftir sjónrænum eiginleikum
- Innrauðar langar-síur (IR Long Pass Filter)
- Innrauðar bandpass síur (IR bandpass filter)
4. Flokkun eftir efni
Innrauðar síur geta verið gerðar úr húðuðu sjóngleri, lituðu gleri eða plastefnum. Umræðan hér beinist aðallega að nærri-innrauðum síum. Fyrir miðja- og fjar-innrauða notkun eru efni eins og sílikon (Si), sinkseleníð (ZnSe), safír, kalsíumflúoríð (CaF₂) og kvarsgler notuð.
5. Flokkun eftir bylgjulengdarsviði
- Nálægt innrautt (IR-A): 780–1500 nm
- Miðinnrautt (IR-B): 1500–6000 nm
- Langt innrautt (IR-C): 6000–14000 nm
Langar-innrauðar síur
(1) Tegund litaðs glers
Þessar síur eru venjulega gerðar úr lituðu gleri og eru venjulega svartar í útliti (td IPG-800). Þeir gleypa sýnilegt ljós en leyfa innrauðu ljósi að fara í gegnum. Þegar sólin er skoðuð í gegnum slíka síu birtist hún sem rauð sól, sem gerir þá hentuga fyrir innrauða myndatöku.
(2) Húðað optískt gler (köld spegilgerð)
Þessar síur eru framleiddar með lofttæmishúðun á optísku hvítu gleri (td IPGC-720). Þeir eru einnig þekktir sem optískir kaldir speglar. Þeir endurkasta sýnilegu ljósi en leyfa innrauðu ljósi að fara í gegnum. Útlit þeirra er silfur og spegils-líkt. Fyrir mið-- og langt innrauðar síur er húðun borin á undirlag eins og sílikon, safír eða kvarsgler.
(3) Innrauðar plastsíur
Þessar síur eru gerðar úr sérstöku plasti eins og PC eða PMMA. Þeir virðast svartir og leyfa innrauða sendingu á meðan þeir hindra sýnilegt ljós. Þegar sólin er skoðuð í gegnum slíkar síur virðist sólin rauð.
Bandpass innrauðar síur
Bandpass síur eru venjulega framleiddar með lofttæmihúðunartækni. Fyrir nær-innrauðar bandpasssíur er húðun venjulega borin á hvítt gler undirlag. Fyrir miðja- og fjar-innrauða síur er húðun venjulega borin á safír undirlag.
Algengar nær-innrauðar bylgjulengdir eru:
- 808 nm
- 850 nm
- 905 nm
- 940 nm
- 1064 nm
- 780 nm (sjaldgæfara)
Dæmigerðar gerðir eru:BPF-850, NBF-808, BPF-940
Samkvæmt bandbreidd er hægt að skipta bandpass síum í:
- Mjóbandssíur
- Breiðbandssíur
Notkun bandpass innrauðra sía
- Öryggis- og eftirlitskerfi
- Snjöll skynjunarkerfi
- Líffræðileg tölfræði auðkenning
- Gasgreining (mið/langt innrauður)
- Logaskynjun
