آشنایی با مادون قرمز

که طول موج آن‌ها بلندتر از دامنهٔ نور مرئی و کوتاه‌تر از دامنهٔ امواج رادیویی باشند. امواج فروسرخ در بازه بسامدی ۳۰۰ گیگاهرتز تا ۴۰۰ تراهرتز و طول موج ۱ میلیمتر تا ۷۵۰ نانومتر قرار می‌گیرند و از سه نوع فرآیند مغناطیسی برای ارسال داده های خود استفاده می کند.

با توجه به سهم امواج مادون قرمز از طیف رنگها، استفاده های کاربردی زیادی را می توان برای این امواج نام برد از جمله یافتن مقصد و رهگیری هدف در موارد نظامی، تنظیم دما از راه دور، استفاده در بی سیمها برای ارتباطات short area، طیف بینی و پیش بینی وضعیت هوا.

در فناوری های هسته ایی و اتمی نیز انرژیهای فروسرخ، ارتعاشات مولکولی را با ایجاد تغییر در قطبیت آنها از بین می برند و برای مطالعه ی حالتهای انرژی مولکولی، وضعیتی ثابت و پایدار ایجاد می کنند.

طیف بینی فروسرخ نیز سنجش میزان جذب و انتقال فوتونها در محدوده ی انرژی فروسرخ است که بر اساس شدت و فرکانس آنها انجام می شود.

● تصویربرداری با Infrared:
در تصویربرداری به کمک امواج مادون قرمز یا فروسرخ، فیلترها سعی می کنند تا نزدیکترین طیف به این امواج را ضبط و ثبت کنند. دوربینهای دیجیتال نیز اغلب از بلاک کننده های Infrared استفاده می کنند. دوربین های دیجیتال ارزان تر و همینطور گوشی های تلفن همراه مجهز به دوربین که فیلترهای لازم برای کشف و ضبط طیفهای نزدیک به مادون قرمز را ندارند نیز این امواج را به صورت رنگ سفید درخشانی می بینند (برای امتحان، کنترل از راه دور تلویزیون خود را ضمن فشار دادن یک دگمه ی آن، به سمت گوشی تلفن همراهتان در حالت عکاسی بگیرید)

این نکته را به ویژه زمانی می توانیم بیان کنیم که از اشیایی نزدیک به محل های پر از اشعه ی مادون قرمز عکس می گیریم مانند فضای اطراف یک لامپ معمولی، در این حالت، دخالت اشعه ی مادون قرمز به وجود آمده، می تواند به پاک شدن صفحه ی کل تصویر بینجامد.

روش دیگری نیز وجود دارد که تصویربرداری با اشعه ی تراهرتز نامیده می شود که گرفتن تصاویر با استفاده از اینفرارد در فواصل دور یا امواجی است که یکای آنها به تراهرتز اندازه گیری می شود. البته نبودن منابع روشنایی، از لحاظ فنی تصویربرداری با امواج تراهرتز را از سایر انواع تصویربرداری ها دچار دشواری و پیچیدگی می کند.

البته نسخه های جدیدی که از نرم افزارها و دستگاههای تصویربرداری تراهرتز تهیه شده است، با توجه به تولید و عرضه ی طیف بینهای زمان بندی شده در کنار بسته های اصلی، بسیار جالبتر و قابل استفاده تر گشته اند.

● Infrared و ارتباطات:
انتقال داده ها از طریق امواج فروسرخ نیز در ابعاد مکانی کوچک و بین دستگاههای کامپیوتری دیجیتال و تلفنهای همراه یا PDAها (دستیارهای دیجیتال شخصی) مورد استفاده قرار می گیرد. این گونه دستگاهها خود را با استانداردها و قوانینی که توسط IrDA (انجمن داده های اینفرارد) تطبیق می دهند و کار می کنند.

کنترلهای از راه دور و دستگاههای مطابق با استانداردهای IrDA از دیودهای ساطع کننده ی نور یا LED برای ساطع کردن امواج فروسرخ که توسط یک لنز پلاستیکی داخل نورافکنی کوچک و نازک کارگذاشته شدند استفاده می جویند. این نورافکنها، نوسان بندی شدند و وقتی روشن و خاموش می شوند، به تناسب، داده ها را رمزگذاری می نمایند.

دستگاه دریافت کننده ی امواج فروسرخ، از یک فتودیود با جنس سیلیکون استفاده می کند تا موج اینفرارد را به جریان الکتریکی تبدیل سازد. دستگاه دریافت کننده ی امواج، تنها به سیگنالهای پالس دهنده یی که مدام توسط فرستنده یا Transmitter ساخته می شوند، پاسخ می دهد و امواج فروسرخی که به آرامی از نورهای محدود و کوچکی تغییر حالت می دهند را از صافی مخصوص خود می گذراند.

فناوری اینفرارد در ارتباطات برای استفاده در محل های کوچکی که تراکم افراد و جمعیت در آنها بالاست و بلوتوث یا سایر فناوری ها قادر به انتقال داده به شکلی مناسب نیستند بسیار مفید به نظر می رسد.

امواج فروسرخ یا Infrared از دیوارها عبور نمی کنند و در نتیجه در کار سایر دستگاههای اتاقهای مجاور دخالت نمی نمایند. اینفرارد رایج ترین فناوری استفاده شده در کنترلهای از راه دور دستگاههای مختلف است.

ارتباطات FSO، شاخه یی از فناوریهای تله کام هستند که از انتشار و تکثیر نور در فضاهای خالی برای انتقال داده و اطلاعات بین دو نقطه استفاده می کنند. این فناوری زمانی استفاده می شود که برقراری ارتباط فیزیکی بین دو نقطه ی مبدا و مقصد دریافت کننده ی اطلاعات مشکل و غیرممکن باشد. برای مثال در شهرهایی که راه اندازی سیستمهای کابل کشی فیبر نوری هزینه ی زیادی دربر خواهد داشت.

این فناوری همچنین در انتقال داده و اطلاعات بین فضاپیماها و ماهواره ها به کار گرفته می شود هرچند که در خارج از جو، سیگنالهای ارسالی دچار اندکی انحراف می شوند.

علیرغم اینکه برقراری ارتباط اطلاعاتی در فواصل کوتاه و با حجم پایین اطلاعات توسط LEDها نیز مقدور است، این پیوندهای نوری، معمولا از امواج اینفرارد لیزری استفاده می کنند.

در نتیجه، فناوری FSO با استفاده از امواج فروسرخ، یک روش بسیار ارزان برای برقراری اتصالات اطلاعاتی در فضاهای شهری با کارکرد بیش از ۴ گیگابیت بر ثانیه استفاده می شوند و حتی قیمت آنها با قیمت خریداری فیبر نوری به تنهایی برابر است!

امواج اینفرارد ، نور لازم برای ارتباطات فیبر نوری را فراهم می کنند. این امواج، طول موجی با حداقل میزان انتشار ۱.۳۳ نانومتر و حداکثر میزان پراکنش نور ۱.۵۵ نانومتر دارند و در سیمهای سیلیسیومی بسیار استفاده می شوند

اینفرارد برای مبادله اطلاعات بین کامپیوتر و گوشی همراه استفاده می شود. گوشیهایی که قابلیت اینفرارد را دارند، توسط این دستگاه که به کامپیوتر متصل می شود فایلهای صوتی و تصویری را دریافت می کنند. یکی از مزایای اینفرارد این است که به دلیل اینکه بدون سیم ( بین گوشی و اینفرارد) اطلاعات منتقل می شود سرعت انتقال بالا میرود. اینفرارد با کارت حافظه یک رابطه مستقیم دارد که هرچه ظرفیت کارت بیشتر باشد ، کارایی اینفرارد بالاتر میرود.

از بین ۴ روش معمول انتقال اطلاعات بین موبایل و کامپیوتر ( پورت کامپیوتر، اینفرارد ، بلوتوس ، کارت ریدر) به صرفه ترین و مناسبترین و عمومی ترین روش انتقال، از طریق اینفرارد ( مادون قرمز ) می باشد. دستگاه اینفرارد بسیار ارزان می باشد و همچنین استفاده از آن بسیار ساده است در صورت خرید اینفرارد حتی با تعویض گوشی باز هم این دستگاه برای شما قابل استفاده می باشد.

اینفرارد را به پورت USB کامپیوتر متصل کنید و گوشی خود را مقابل چشم اینفرارد قرار دهید کامپیوتر به صورت خودکار گوشی شما را شناسایی می کند و خیلی راحت اطلاعات را به گوشی خود انتقال دهید.

دستگاه اینفرارد شما را قادر میسازد تا حداکثر به فاصله ۲۰ ۳۰ سانتی متری با دستگاهی که دارای اینفرارد است ارتباط برقرار کند . ذکر این نکته ضروریست که تکنولوژی اینفرارد یک تکنولوژی Face to Face بوده ( روبروی هم ) و همانند کنترل های دستگاههای صوتی و تصویری که از فناوری اینفرارد بهره می برند عمل میکند . فاصله برد آن برای گوشی های موبایل حداکثر ۳۰ سانتی متر است .

کاربردها

در ریموت دستگاه ها

بسیاری از ریموت های دستگاه ها مثل تلویزیون و … از فرستنده و گیرنده های مادولن قرمز درست شده اند که با خاموش و روشن شدن آن پالسی به گیرنده می دهند و گیرنده پس از پردازش پالس ، دستور خواسته شده را انجام میدهند.

در تلفن همراه

قابلیت تبادل اطلاعات از راه بیسیم به وسیلهٔ پرتوی نامرئی فروسرخ (INFRARED)؛ شما می‌توانید به وسیلهٔ این قابلیت اطلاعاتی مانند عکس، فیلم و یا دیگر موارد را به گوشی‌های تلفن همراه دیگر و یا رایانهٔ خود ارسال نمایید. البته باید توجه داشته باشید سرعت انتقال اطلاعات با فروسرخ بسیار پایین است و برای انتقال فایل‌ها با حجم بالا از نظر زمانی مناسب نیست.

فیزیوتراپی

در فیزیوتراپی جهت درمان بسیاری از بیماریها و کنترل درد از سیستم IR استفاده می‌گردد.

طیف بینی فروسرخ

این نوع طیف بینی در مطالعه ترکیبات شیمیایی، بررسی سطوح و اندازه‌گیری کمی و… کاربرد دارد.

ابزارهای دید در شب

این ابزارها بر اساس سنجش تابش فروسرخ که از حوزه دید انسان پنهان است طراحی شده‌است. عینک‌های دید در شب: کاری که عینک‌های دید در شب انجام می‌دهند این است که نور ضعیف محیط را که عملا برای چشم غیرمسلح قابل رویت نیست تقویت نموده و پس از تبدیل به طیف قابل رویت ان را در یک صفحه دو بعدی در مقابل هریک از چشمان خلبان قرار می‌دهد در هر یک از لوله‌های عینک فوتونهای منعکس شده از یک شی از اپتیکهایی عبور می‌کنند اپتیکها تصویر آن شی را در قسمت پیشین یک فتو کاتد ارسنیوری گالیمی متمرکز می‌سازند این فتو کاتد الکترونهارا به نسبت میزان فوتو نهایی که از طرف ان شی به قسمت پیشین ان میایند به طرف بیرون پرتاب می‌کنند این فرایند توسط دو عدد باطری ای ای که در کلاه خلبان تعبیه شده با ایجاد یک حوزه مغناطیسی تشدید می‌گردد. الکترون‌های ازاد شده از داخل یک صفحه ریز کانالی (ریز مجرایی) که خود به شکل یک نان بستنی دایره‌ای شکل نازک به اندازه یک سکه ربع دلاری بوده و دارای ۱۰میلیون لوله شیشه‌ای نازک می‌باشد کمانه می‌کنند این لوله‌های شیشه‌ای نازک ۸درجه نسبت به الکترونهایی که به طرف انها میایند انحراف دارند و داخل انها از ماده‌ای پوشانده شده که با هر بار کمانه کردن الکترونهای بیشتری را ازاد کرده و سیگنالهای ور. دی را هزاران برابر تشدید می‌کند این الکترون‌های افشان یک صفحه فسفری را در عدسی چشمی عینک (دوربین) روشن می‌کنند و تصویر ان شی را در فاصله یک اینچی چشم خلبان اشکار می‌سازند تصویری که به این طریق از صفحه بیرون در مقابل چشمان خلبان قرار می‌گیرد دارای زمینه سبز رنگ می‌باشد.

 برای اطلاع از فن آوری های نوین ارتباطی شبکه های وایرلس و ماکرویو و مراکز تلفنی تحت شبکه از کانال تلگرامی ما به آدرسهای Wireless_tech@ و Voip_Tech@  دیدن فرمایید.

منبع: fantasio.blog.ir