EMS Lernumgebung · Übersicht · 6 · §6.2 · English version

§6.2 Klassifizierung des Infrarotspektrums

Beginn

Der IR-Bereich ist in Reifen unterteilt, die nach ihrem Abstand zum sichtbaren Licht benannt sind:

ReifenNameWellenlängeTypische Quelle/Verwendung
NIRNahe IR0,76 – 1,4 µmRestlichtverstärker, IR-Suchlampen, Laser (1,06 μm)
SWIRIR für Kurzwellen1,4 – 3 µmBildgebung mit Reflexionskontrast, augensichere Laser (1,55 μm)
MWIRMittelwellen-IR3 – 8 µmdie Quellen: Abgase, Federn, Motoren → Raketensucher
LWIRLangwellen-IR8 – 15 µmObjekte bei Umgebungstemperatur → Wärmebild von Mensch und Fahrzeug
FIRFar IR15 µm – 1 mmwissenschaftlich; Militär wenig verwendet

Warum diese Klassifizierung operativ wichtig ist: Die Atmosphäre ist nicht überall gleich durchlässig. Wasserdampf und CO2 absorbieren ganze Teile des IR-Spektrums; liegen zwischen ihnen atmosphärische Fenster wenn IR-Strahlung getragen wird. Die beiden Hauptfenster sind 3–5 μm (in MWIR) und 8–12 μm (LWIR) — Genau die Reifen, bei denen praktisch alle militärischen IR-Sensoren funktionieren.

T % µm 3–5 µm 8–12 µm 1 4 10 14
Atmosphärische Passivität (schematisch): Militärische IR-Sensoren arbeiten in Fenstern 3–5 μm und 8–12 μm.

Warum sind die Fenster da? Das "dip" erklärt

Die dunklen Stücke zwischen den Fenstern (siehe Grafik) sind kein Zufall: Absorptionsreifen von Molekülen in der Luft, insbesondere Wasserdampf (H2O) und Kohlendioxid (CO2). Diese Moleküle vibrieren und schalten feste Frequenzen ein und schlucken IR-Strahlung mit genau diesen Wellenlängen.

Die nützlichen Fenster 3–5 und 8–12 μm sind also buchstäblich die "Löcher", die H2O und CO2 hinterlassen. Daher folgt praktisch jeder IR-Sensor diesen Grenzen, und daher schrumpfen die Fenster ein feucht Luft: mehr Wasserdampf = breitere Absorptionsbanden = weniger ReichweiteNachteile von Infrarot.