اینفرارد

"Infrared" یا اشعه‌ی فروسرخ، یك تابش الكترومغناطیسی با طول موج بیشتر از امواج مرئی و كوتاهتر از امواج رادیویی است. با توجه به اینكه رنگ سرخ طولانی‌ترین طول موج را دارد، تابش فروسرخ یا مادون‌قرمز دارای طول موجی بین تقریباً ۷۵۰ نانومتر و ۱ میلی‌متر است و از سه نوع فرآیند مغناطیسی برای ارسال داده‌های خود استفاده می‌كند.
با توجه به سهم امواج مادون قرمز از طیف رنگها، استفاده‌های كاربردی زیادی را می‌توان برای این امواج نام برد از جمله یافتن مقصد و رهگیری هدف در موارد نظامی، تنظیم دما از راه دور، استفاده در بی‌سیمها برای ارتباطات short-area، طیف بینی و پیش‌بینی وضعیت هوا.
تلسكوپ‌های فضایی ساخته‌شده با استفاده از فناوری مادون قرمز نیز در شاخه‌یی از نجوم به نام "نجوم فروسرخ" استفاده می‌شوند.
این نوع تلسكوپها وارد قسمتها و مناطق گردوخاكی و غبارآلود فضا مانند ابرهای مولكولی می‌شوند و اشیا و اجرام با دمای پایین مانند سیاراتی كه در فواصل دور به دور ستارگانی دیگر می‌گردند را شناسایی می‌نمایند و همچنین به یافتن اجرام و سیاراتی می‌پردازند كه بر اثر انفجارهای فضایی، مدتها پیش از بین رفتند و تنها بقایایی اندك از خود بر جای گذاشتند.
در فناوری‌های هسته‌یی و اتمی نیز انرژیهای فروسرخ، ارتعاشات مولكولی را با ایجاد تغییر در قطبیت آنها از بین می‌برند و برای مطالعه‌ی حالتهای انرژی مولكولی، وضعیتی ثابت و پایدار ایجاد می‌كنند.
طیف‌بینی فروسرخ نیز سنجش میزان جذب و انتقال فوتونها در محدوده‌ی انرژی فروسرخ است كه بر اساس شدت و فركانس آنها انجام می‌شود.
● تصویربرداری با Infrared
در تصویربرداری به كمك امواج فروسرخ، فیلترها سعی می‌كنند تا نزدیكترین طیف به این امواج را ضبط و ثبت كنند. دوربینهای دیجیتال نیز اغلب از بلاك‌كننده‌های Infrared استفاده می‌كنند. دوربین‌های دیجیتال ارزانتر و همینطور گوشی‌های تلفن همراه مجهز به دوربین كه فیلترهای لازم برای كشف و ضبط طیفهای نزدیك به مادون قرمز را ندارند نیز این امواج را به صورت رنگ سفید درخشانی می‌بینند (برای امتحان، كنترل از راه دور تلویزیون خود را ضمن فشار دادن یك دگمه‌ی آن، به سمت گوشی تلفن همراهتان در حالت عكاسی بگیرید)
این نكته را به ویژه زمانی می‌توانیم بیان كنیم كه از اشیایی نزدیك به محل‌های پر از اشعه‌ی مادون قرمز عكس می‌گیریم مانند فضای اطراف یك لامپ معمولی، در این حالت، دخالت اشعه‌ی مادون قرمز به وجود آمده، می‌تواند به پاك شدن صفحه‌ی كل تصویر بینجامد.
روش دیگری نیز وجود دارد كه تصویربرداری با اشعه‌ی تراهرتز نامیده می‌شود كه گرفتن تصاویر با استفاده از اینفرارد در فواصل دور یا امواجی است كه یكای آنها به تراهرتز اندازه‌گیری می‌شود. البته نبودن منابع روشنایی، از لحاظ فنی تصویربرداری با امواج تراهرتز را از سایر انواع تصویربرداری‌ها دچار دشواری و پیچیدگی می‌كند.
البته نسخه‌های جدیدی كه از نرم‌افزارها و دستگاههای تصویربرداری تراهرتز تهیه شده است، با توجه به تولید و عرضه‌ی طیف‌بینهای زمان‌بندی‌شده در كنار بسته‌های اصلی، بسیار جالبتر و قابل استفاده‌تر گشته‌اند.
● Infrared و ارتباطات
انتقال داده‌ها از طریق امواج فروسرخ نیز در ابعاد مكانی كوچك و بین دستگاههای كامپیوتری دیجیتال و تلفنهای همراه یا PDAها (دستیارهای دیجیتال شخصی) مورد استفاده قرار می‌گیرد. اینگونه دستگاهها خود را با استانداردها و قوانینی كه توسط IrDA (انجمن داده‌های اینفرارد) تطبیق می‌دهند و كار می‌كنند.
كنترلهای از راه‌دور و دستگاههای مطابق با استانداردهای IrDA از دیودهای ساطع‌كننده‌ی نور یا LED برای ساطع كردن امواج فروسرخ كه توسط یك لنز پلاستیكی داخل نورافكنی كوچك و نازك كارگذاشته شدند استفاده می‌جویند. این نورافكنها، نوسان‌بندی شدند و وقتی روشن و خاموش می‌شوند، به تناسب، داده‌ها را رمزگذاری می‌نمایند.
دستگاه دریافت‌كننده‌ی امواج فروسرخ، از یك فتودیود با جنس سیلیكون استفاده می‌كند تا موج اینفرارد را به جریان الكتریكی تبدیل سازد. دستگاه دریافت‌كننده‌ی امواج، تنها به سیگنالهای پالس‌دهنده‌یی كه مدام توسط Transmitter ساخته می‌شوند، پاسخ می‌دهد و امواج فروسرخی كه به آرامی از نورهای محدود و كوچكی تغییر حالت می‌دهند را از صافی مخصوص خود می‌گذراند.
فناوری اینفرارد در ارتباطات برای استفاده در محل‌های كوچكی كه تراكم افراد و جمعیت در آنها بالاست و بلوتوث یا سایر فناوری‌ها قادر به انتقال داده به شكلی مناسب نیستند بسیار مفید به نظر می‌رسد.
امواج فروسرخ یا Infrared از دیوارها عبور نمی‌كنند و در نتیجه در كار سایر دستگاههای اتاقهای مجاور دخالت نمی‌نمایند. اینفرارد رایج‌ترین فناوری استفاده‌شده در كنترلهای از راه دور دستگاههای مختلف است.
ارتباطات FSO، شاخه‌یی از فناوریهای تله‌كام هستند كه از انتشار و تكثیر نور در فضاهای خالی برای انتقال داده و اطلاعات بین دو نقطه استفاده می‌كنند. این فناوری زمانی استفاده می‌شود كه برقراری ارتباط فیزیكی بین دو نقطه‌ی مبدا و مقصد دریافت‌كننده‌ی اطلاعات مشكل و غیرممكن باشد. برای مثال در شهرهایی كه راه‌اندازی سیستمهای كابل‌كشی فیبر نوری هزینه‌ی زیادی دربر خواهد داشت.
این فناوری همچنین در انتقال داده و اطلاعات بین فضاپیماها و ماهواره‌ها به كار گرفته می‌شود هرچند كه در خارج از جو، سیگنالهای ارسالی دچار اندكی انحراف می‌شوند. علیرغم اینكه برقراری ارتباط اطلاعاتی در فواصل كوتاه و با حجم پایین اطلاعات توسط LEDها نیز مقدور است، این پیوندهای نوری، معمولاً از امواج اینفرارد لیزری استفاده می‌كنند.
در نتیجه، فناوری FSO با استفاده از امواج فروسرخ، یك روش بسیار ارزان برای برقراری اتصالات اطلاعاتی در فضاهای شهری با كاركرد بیش از ۴ گیگابیت بر ثانیه استفاده می‌شوند و حتی قیمت آنها با قیمت خریداری فیبر نوری به تنهایی برابر است!
در پایان هم جا دارد اضافه كنیم امواج اینفرارد، نور لازم برای ارتباطات فیبر نوری را فراهم می‌كنند. این امواج، طول موجی با حداقل میزان انتشار ۱.۳۳ نانومتر و حداكثر میزان پراكنش نور ۱.۵۵ نانومتر دارند و در سیمهای سیلیسیومی بسیار استفاده می‌شوند.

ترجمه: سید ایمان ضیابری

منبع : گروه علمی نابغه های ایران