Was ist mittleres Infrarot?

Mittleres Infrarot (Mittleres IR) – Ein Überblick

Definition

Das mittlere Infrarot (Mid-IR), auch als mittelwelliges Infrarot bekannt, ist ein Bereich des elektromagnetischen Spektrums, der Wellenlängen von etwa 3 bis 8 Mikrometern (µm) umfasst. Das mittlere Infrarot liegt zwischen dem Nahinfrarot (NIR) und dem langwelligen Infrarot (LWIR oder Ferninfrarot) im Infrarotspektrum.

Bedeutung des mittleren Infrarots

Der mittlere Infrarotbereich ist für verschiedene wissenschaftliche und praktische Anwendungen besonders wichtig. Er ist mit den charakteristischen Schwingungsübergängen vieler Molekülbindungen verbunden, was ihn für die Spektroskopie und chemische Sensorik wertvoll macht. Die Wärmeemission von Objekten bei Raumtemperatur erreicht ebenfalls ihren Höhepunkt im mittleren Infrarotbereich, was ihn für die Wärmebildgebung und Temperaturmessungen nützlich macht.

Anwendungen

• Spektroskopie: Die Mittelinfrarotspektroskopie wird zur chemischen Analyse und Identifizierung organischer und anorganischer Verbindungen verwendet, da sie in der Lage ist, Molekülschwingungen anzuregen, die für verschiedene Substanzen einzigartig sind.
• Wärmebildgebung: Mittelinfrarotkameras werden verwendet, um die von Objekten abgegebene Wärmestrahlung zu erfassen, was in verschiedenen Bereichen von entscheidender Bedeutung ist, beispielsweise in der Überwachung, im Militär und in der medizinischen Diagnostik.
• Umweltüberwachung: Fernerkundungsinstrumente nutzen den mittleren Infrarotbereich zur Überwachung von Gasen und Schadstoffen in der Atmosphäre und tragen so zur Klimaforschung und zum Umweltschutz bei.
• Astronomie: Beobachtungen im mittleren Infrarotbereich helfen beim Studium von Himmelskörpern und Phänomenen, die Strahlung bei diesen Wellenlängen aussenden, die oft in anderen Teilen des Spektrums verdeckt ist.

Mittelinfrarot-Technologien

Zur Erkennung und Messung von Strahlung im mittleren Infrarotbereich werden verschiedene Technologien eingesetzt, darunter Thermoelemente, Bolometer und Fotodetektoren aus Materialien wie Indiumantimonid (InSb) und Quecksilbercadmiumtellurid (HgCdTe). Diese Detektoren müssen häufig gekühlt werden, um das thermische Rauschen zu verringern und die Empfindlichkeit zu verbessern.

Herausforderungen in der Mittelinfrarot-Technik

Bei der Entwicklung von Geräten und Systemen für den mittleren Infrarotbereich müssen Herausforderungen bewältigt werden. Dazu zählen der Bedarf an Spezialmaterialien und die Schwierigkeit, optische Hochleistungskomponenten herzustellen, die den thermischen Belastungen standhalten und die erforderliche Transparenz im mittleren Infrarotbereich bieten.